6.6.1: Adición de Ondas

Cuando dos ondas del mismo tipo se juntan suele darse el caso que sus amplitudes se suman. Entonces, dos ondas de agua superpuestas tienen una amplitud que es el doble de alta que la amplitud de las olas individuales. En la imagen de abajo las olas llegan en fase o con una diferencia de fase de cero (los picos llegan al mismo tiempo). A esto se le llama interferencia constructiva.

Figura\(\PageIndex{1}\)

En la imagen de abajo las olas están exactamente 180 grados fuera de fase de manera que el pico de una onda se encuentra en el canal de una segunda ola. Esto se llama interferencia destructiva y las ondas cancelan. La tecnología de cancelación de ruido en los autos y los auriculares estéreo utilizan esta idea. El ruido entrante es muestreado y algunos componentes electrónicos crean una onda sonora idéntica excepto con una diferencia de fase de 180 grados por lo que las dos ondas cancelan. La interferencia destructiva también puede ocurrir en los altavoces estéreo si no están cableados correctamente. Si los cables a un altavoz se tuercen accidentalmente, los sonidos de los altavoces estarán desfasados y tenderán a sonar más suaves (la interferencia destructiva no está completa debido a ecos y diferentes distancias al oyente).

Figura\(\PageIndex{2}\)

Otros dos lugares donde se combinan dos olas para dar efectos interesantes son las ondas estacionarias y los beats. Cuando se arranca una cuerda de guitarra dos ondas salen del punto de contacto en direcciones opuestas. Estas olas golpean los extremos donde se atan las cuerdas y reflejan. El resultado es una onda estacionaria donde el movimiento es hacia arriba y hacia abajo (ya no se ve una ola moviéndose hacia la izquierda o hacia la derecha en la cuerda). Como veremos, las ondas estacionarias determinan la frecuencia fundamental de los instrumentos de cuerda.

Si dos ondas no tienen exactamente la misma longitud de onda pueden comenzar en fase (constructiva) pero poco a poco terminan fuera de fase (destructiva). Esto se repite con el tiempo y se le conoce como el fenómeno de los beats. Dos ondas sonoras con frecuencias ligeramente diferentes tendrán longitudes de onda ligeramente diferentes (recuerde los tiempos de frecuencia longitud de onda es igual a la velocidad que es fija por lo que las ondas sonoras de diferentes frecuencias también tienen diferentes longitudes de onda pero viajan a la misma velocidad). Por lo que a veces se reforzarán entre sí y en otras ocasiones tienden a cancelar. Lo que escucharás es una sola nota que se vuelve más fuerte y suave. La frecuencia de latido (la frecuencia de la sonoridad y suavidad) es la diferencia entre las dos frecuencias originales. Entonces un\(500\text{ Hz}\) sonido junto con un\(502\text{ Hz}\) sonido sonará como una sola nota de\(501\text{ Hz}\) pero con una sonoridad variable que cambia cada uno\(2\text{ Hz}\). Las ondas estacionarias y los beats se demuestran mejor en videos y simulaciones, a continuación.

Ejemplos de video/audio:

• Pulsos colisionantes I, Pulsos colisionantes II. Hay muchos otros que involucran slinkys.
• Discusión breve sobre la fase de micrófono.
• Ondas estancadas en el agua. Observe que las olas comienzan desde el extremo más alejado del tanque, se reflejan en el extremo cercano y eventualmente hacen un conjunto de olas estacionarias.
• Demostración en audio de beats.
• Cancelación de sonido en un silenciador de automóvil.
• Interesantes olas de agua en un laboratorio japonés.
• Algunas otras aplicaciones interesantes de las ondas sonoras.