Ejercicio resuelto de Ondas · Física · Extremadura · 2024

Enuncia el principio de Huygens y represéntalo en un esquema. [1,25 puntos + 0,75 puntos]

El principio de Huygens dice que todo punto de un frente de ondas se comporta como un foco emisor de ondas secundarias, y que el frente de ondas en un instante posterior es la envolvente de todas esas ondas secundarias.





En el esquema, el frente de ondas del instante $t$ está dibujado en azul. Sobre él se han marcado varios puntos, y cada uno se toma como foco de una onda secundaria esférica que, al cabo de un tiempo $\Delta t$, ha avanzado un radio:

$\Delta r=v\,\Delta t$

siendo $v$ la velocidad de propagación de la onda en el medio. La superficie tangente a todas esas ondas secundarias, dibujada en rojo, es el frente de ondas en el instante $t+\Delta t$.

El principio explica sin necesidad de nada más los fenómenos característicos de las ondas:

La reflexión y la refracción, porque los focos secundarios de la superficie de separación emiten hacia los dos medios y la envolvente cambia de dirección al cambiar la velocidad.

La difracción, porque cuando una abertura es del tamaño de la longitud de onda solo quedan unos pocos focos secundarios y la envolvente deja de ser plana: la onda bordea el obstáculo.

Conviene notar que el principio es puramente geométrico: relaciona la forma del frente en dos instantes sin decir nada sobre la energía que transporta la onda.