La inteferencia de ondas: destructiva y constructiva
Una onda es una perturbación que propaga energía a través de la materia, el agua o el espacio. Existen muchos tipos de ondas, las más sencillas son las ondas sinusoidales (o senoidales) que matemáticamente se describen con la función: $$f(x)=A sen (Bx+C)$$
donde $A,B$ y $C$ son los parámetros siguientes:
$A$ es la amplitud
$B$ es la frecuencia
$C$ es el desfasamiento (o desplazamiento de fase)
Estas funciones son periódicas por lo que resultan muy útiles para modelar ondas, en las que las perturbaciones se propagan cíclicamente. La longitud de onda, $\lambda$, es la distancia entre dos crestas seguidas en la curva (es decir dos máximos locales) o dos valles (dos mínimos locales). Si se superponen ondas senoidales de igual frecuencia, aunque con distintas amplitudes y/o desfasamientos, obtendremos otra onda senoidal con la misma frecuencia.
Cuando dos o más ondas pasan por la misma región de un medio simultáneamente, sea en la misma dirección o en dirección contraria, se superponen y después continúan sin alteración. Entonces decimos que estas ondas se interfirieron al superponerse.
La interferencia de ondas en el aire puede mostrarse usando dos altavoces accionados por el mismo amplificador. Si las ondas senoidales de frecuencia constante llegan simultáneamente y las vibraciones producidas por ellas están en fase, la vibración de la onda resultante tendrá una amplitud igual a la suma de las dos amplitudes, con lo que se obtiene una onda de mayor amplitud que las de las ondas originales. A este fenómeno se le conoce como de reforzamiento o interferencia constructiva. En el ejemplo de los altavoces puede percibirse con el oído.
Fase: dos ondas están en fase si sus gráficas están desfasadas -es decir una movida horizontalmente respecto de la otra- por un múltiplo par de $\pi$.
Interferencia: superposición de dos o más ondas que pasan al mismo tiempo por una región dando por resultado un aumento o disminución dependiendo de la forma de las ondas.
Se distinguen dos tipos de interferencias:
Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.
Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.
La superposición de dos ondas senoidales se representa mediante la siguiente ecuación:
$$sen \alpha + sen \beta = 2 sen \left(\frac{\alpha + \beta}{2}\right)cos \left(\frac{\alpha - \beta}{2}\right)$$Por ejemplo:
Si se tienen dos ondas con las siguientes características
$$f_1(x)=-5sen(2.5x)\quad \text{ y } \: f_2(x)= 4sen(2.5x)$$si se realiza la suma de las funciones se obtiene:
$$f_3(x)=-1sen(2.5x)$$Observemos en una gráfica $f_1$ y $f_2$
Al momento de superponerlas de obtendrá
