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Reflexión de una onda
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Cuando una onda llega a una interface entre dos medios en que la velocidad de propagación es distinta se tiene que:
• una parte de la onda es transmitida con una menor amplitud
• una parte de la onda es reflejada no solo teniendo una menor amplitud, ademas pudiendo sufrir un desface
De wikipedia
ID:(12402, 0)
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Reflexión con cambio de fase
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Un pulso que se propaga puede sufrir un cambio de fase en el proceso de reflexión. Si esto ocurre el pulso sufre un cambio de fase en
ID:(12374, 0)
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Reflexión sin cambio de fase
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Un pulso que se propaga puede sufrir un cambio de fase en el proceso de reflexión. Si esto no ocurre el pulso se refleja de la misma forma como incidió:
ID:(12375, 0)
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Factor de reflexión
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Para describir el problema de la reflexión y transmisión se pueden introducir los factores de reflexión y transmisión de modo que en el caso de la reflexión se tiene que con
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ID:(12464, 0)
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Factor de transmisión
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Para describir el problema de la reflexión y transmisión se pueden introducir los factores de reflexión y transmisión de modo que en el caso de la transmisión se tiene que con
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ID:(12465, 0)
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Relación de reflexión, invariancia de la frecuencia
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Si una onda con amplitud
$(u_i + u_r)e^{i\omega_it}=u_te^{i\omega_tt}$
La única forma que esto puede ocurrir para todo tiempo es que ambas frecuencias angulares sean iguales:
Esto es con
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En otras palabras una onda no sufre variación en su frecuencia al pasar de un medio a otro.
ID:(12459, 0)
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Relación de reflexión, relación de amplitudes
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Si la continuidad exige de que las ondas de incidencia, reflexión y transmisión cumplan\\n\\n
$(u_i + u_r)e^{i\omega_it}=u_te^{i\omega_tt}$
y por otro lado las frecuencias angulares son iguales, con frecuencia angular en el medio incidente $rad/s$ and frecuencia angular en el medio transmitido $rad/s$
$ \omega_i = \omega_t$ |
se tiene que las amplitudes deben satisfacer con frecuencia angular en el medio incidente $rad/s$ and frecuencia angular en el medio transmitido $rad/s$
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ID:(12460, 0)
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Relación de reflexión, relación de dispersión
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Como las frecuencias angulares son iguales y las velocidades en ambos medios son distintas, los vectores de onda deberán ser con
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ID:(12461, 0)
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Relación de reflexión, sin quiebres
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Si las funciones de onda deben ser 'suabes' o sea no solo continuas, ademas no tener cambios en su pendiente se debe dar que la onda en el lado de incidencia\\n\\n
$u_ie^{ik_1x}+u_re^{-ik_1x}$
\\n\\ndebe tener en el origen la misma pendiente que la transmitida\\n\\n
$u_te^{ik_2x}$
Nota: el signo en el exponente esta determinado por la dirección en que propagan.
Por ello si se derivan ambas ecuaciones, se evalúan en el origen y se igualan se obtiene la segunda condicióncon
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ID:(12462, 0)
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Relación de reflexión en función de los vectores de onda
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Si se resuelve el sistema de ecuaciones dado por la ecuación para la amplitud, con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and amplitud transmitida $-$
$ u_i + u_r = u_t $ |
y la relación con los vectores de onda amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$, amplitud transmitida $-$, vector de onda en el medio incidente $1/m$ and vector de onda en el medio transmitido $1/m$
$ k_i ( u_i - u_r ) = k_t u_t $ |
se obtiene con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and factor de reflexión $-$
$ u_r = R u_i $ |
con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and factor de reflexión $-$ la relación
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ID:(12415, 0)
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Relación de transmisión en función de los vectores de onda
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Si se resuelve el sistema de ecuaciones dado por la ecuación para la amplitud, con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and amplitud transmitida $-$
$ u_i + u_r = u_t $ |
y la relación con los vectores de onda amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$, amplitud transmitida $-$, vector de onda en el medio incidente $1/m$ and vector de onda en el medio transmitido $1/m$
$ k_i ( u_i - u_r ) = k_t u_t $ |
se obtiene con amplitud incidente $-$, amplitud transmitida $-$ and factor de transmisión $-$
$ u_t = T u_i $ |
con amplitud incidente $-$, amplitud transmitida $-$ and factor de transmisión $-$ la relación
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ID:(12466, 0)
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Transmisión
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Con la relación de transmisión en función del vector de onda, con factor de transmisión $-$, vector de onda en el medio incidente $1/m$ and vector de onda en el medio transmitido $1/m$
$ T =\displaystyle\frac{2 k_i }{ k_i + k_t }$ |
la relación de dispersión frecuencia angular $rad/s$, vector de onda $1/m$ and velocidad de la luz $m/s$
$ k = \displaystyle\frac{ \omega }{ c }$ |
\\n\\ny la impedancia dada por\\n\\n
$Z=\rho c$
se puede generalizar la relación con frecuencia angular $rad/s$, vector de onda $1/m$ and velocidad de la luz $m/s$ como
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ID:(12387, 0)
![](/static/icons/function100c.png)
Reflexión
Equation ![](/static/icons/audio20c.png)
Con la relación de reflexión en función del vector de onda, con factor de reflexión $-$, vector de onda en el medio incidente $1/m$ and vector de onda en el medio transmitido $1/m$
$ R =\displaystyle\frac{ k_i - k_t }{ k_i + k_t }$ |
la relación de dispersión frecuencia angular $rad/s$, vector de onda $1/m$ and velocidad de la luz $m/s$
$ k = \displaystyle\frac{ \omega }{ c }$ |
\\n\\ny la impedancia dada por\\n\\n
$Z=\rho c$
se puede generalizar la relación con frecuencia angular $rad/s$, vector de onda $1/m$ and velocidad de la luz $m/s$ como
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ID:(12386, 0)
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Albedo para cielo despejado
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Cuanta luz penetra en el océano depende de la reflexión que sufra en la superficie. Esta a su vez depende del angulo con que incide la radiación sobre la superficie. El albedo describe la cantidad reflejada y por ello es el complemento de la transmitida. Si se observan los datos para los distintos ángulos se ve que para ángulos menores (puesta y salida del sol) el albedo es mayor significando que menos luz penetra en el océano:
ID:(12491, 0)
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Albedo para cielo cubierto
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Cuando el cielo esta cubierto la mayor parte de la luz es difusa por lo que la influencia de la luz directa del sol decrece y se observa el valor del albedo de ángulos mayores de incidencia para cielo descubierto:
ID:(12492, 0)
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Transmisión en función del viento
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Como el viento afecta el oleaje influencia la condición de la superficie afectando la transmisión de la luz al interior del océano. Esto se observa experimentalmente
ID:(12493, 0)
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Transmisión en función del angulo de incidencia del sol
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Al igual que la incidencia del sol afecta la reflexión (albedo) lo hace con el complemento que es la transmisión. Esto se observa experimentalmente:
ID:(12494, 0)