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Cubeta de ondas
De Wikillerato
La cubeta de ondas es un aparato fundamental para el estudio de las ondas y los fenómenos asociados a su propagación.
Partes de la cubeta de ondas
La cubeta de ondas consta esencialmente de tres partes:
- un estroboscopio
- una lámina de agua sobre un lecho transparente
- un espejo y una pantalla traslúcida.
Veamos el funcionamiento de cada una de las partes de un modo independiente y, posteriormente, en conjunto.
En primer lugar, tenemos un estroboscopio de frecuencia regulable, de modo que la lámpara se encuentra en el foco de una lente convergente, de modo que los rayos emergen paralelos su eje, el cual es perpendicular al orificio del círculo y a la superficie del agua. Veremos un parpadeo que ilumina la superficie del agua.
Los rayos alcanzan la superficie del agua siendo perpendiculares a la misma. Si la superficie del agua está quieta, es decir se mantiene horizontal, cuando los rayos llegan a ella, sólo sufren un retraso – la luz, al pasar del vidrio al agua, disminuye su velocidad- pero no hay cambio de dirección alguno.
A continuación los rayos atraviesan la lámina de vidrio transparente e inciden sobre un espejo que forma un ángulo de 45º con la vertical. Los rayos emergen de tal forma que el rayo incidente y el reflejado formarán un ángulo de 90º - 45º el ángulo de incidencia y 45º el ángulo de reflexión- siguen por la tanto la horizontal hasta encontrar la pantalla traslucida.
En el caso de que la lámina de agua se encuentre en reposo la iluminación recibida por esa pantalla será homogénea. Y observaremos un parpadeo de frecuencia igual a la del estroboscopio.
Sobre la lámina, la cubeta lleva una barra hueca por la cual un motor impulsa aire a presión con frecuencia regulable.. Mediante un tubo angulado, cuya salida deberá permanecer siempre tangente a la superficie del agua, se provocan oscilaciones en ese punto de su superficie, produciéndose ondas. En otros modelos, se acoplan puntas que, movidas por un motor, las hace vibrar y percuten sobre la lámina de agua provocando las ondas.
Si ponemos en funcionamiento el motor, originamos ondas sobre la superficie del agua. En este caso, los rayos no alcanzan la superficie del agua perpendicularmente a la misma, sino sólo en los máximos y en los mínimos de la onda. Todos los demás sufrirán una desviación, concentrándose los que llegan a la superficie del agua en la zona perteneciente a las crestas de la onda, dando lugar a una banda brillante, y alejándose los que llegan a la zona del valle, percibiéndose una zona oscura Hagamos un esquema de la dirección que toman los rayos cuando se produce la refracción de la luz.
Los rayos que inciden entre sobre las crestas, entre los puntos de inflexión de una onda, se concentran y aparecerá una banda concéntrica de una luminosidad más intensa sobre la pantalla. Por el contrario, en los valles, entre ambos puntos de inflexión de la onda, los rayos se dispersan de tal modo que sólo un rayo se refleja sobre el espejo en la dirección de la normal al valle; como esos fotones el ojo no los puede percibir, aparecerá una banda oscura, casi negra.
Si nosotros regulamos la frecuencia de la fuente de las vibraciones y la igualamos a la frecuencia del estroboscopio, se observará una superficie inmóvil, que dará sobre la pantalla traslúcida una imagen de estas características.
La distancia entre dos bandas oscuras observadas sobre la pantalla es la longitud de onda, 
, de las ondas creadas por las oscilaciones del foco emisor. Como podemos conocer la frecuencia f de las ondas, dado que será la misma que la frecuencia 
del estroboscopio, podremos conocer la velocidad de propagación de las ondas sobre la superficie del agua
Si la frecuencia de las oscilaciones fuese menor que la del estroboscopio, observaremos un movimiento aparente de retroceso. Si la frecuencia del estroboscopio es menor que la de las oscilaciones, se observará un movimiento aparente de avance de las ondas. Véase el funcionamiento del ESTROBOSCOPIO
Se pueden conseguir ondas planas, observar los fenómenos de reflexión y refracción, con dos fuentes figuras de interferencias, y los fenómenos de difracción al encontrar un obstáculo.
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