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Montaje de la cubeta de ondas


La cubetra de ondas es un montaje básico necesario para los experimentos sobre fenómenos ondulatorios.
Se compone de un sistema de vibración, uno de proyección y la propia cubeta en la que se producen ondas en agua.
Es muy útil para observar ondas circulares, fuentes de onda planos, reflexiones, difracciones e interferencias.



Enlace al guión de laboratorio (modelo ENOSA).
Enlace al guión de laboratorio (modelo 2).



Material

- Soporte de la cubeta y cubeta.
- Vibrador electromagnético y su soporte.
- Controlador de frecuencia y luz estroboscópica.
- Foco luminoso.
- Accesorios de la cubeta.

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En el equipo de ENOSA, la luz estroboscópica consiste en un tambor girando alrededor de lámpara. La pared del tambor tiene un agujero que permite la salida de la luz fuera de la caja con la frecuencia de giro del tambor.
Se sustituye con ventaja por cualquier foco de luz puntual (para que de sombras nítidas), como los focos de los equipod de óptica.
Los focos LED tienen su foco de luz distribuido por toda su superficie, lo que perjudica a la nitidez.
Se pueden hacer focos puntuales múltiples utilizando peines de plástico a los que se quitan dientes hasta dejar los que convenga.
Una forma cómoda y práctica de sujetar los accesorios al sistema de vibración es utilizar cintas magneticas adhesivas.



Comentarios a la preparación del montaje

La cubeta para el agua termina en unas superficies inclinadas que hacen el papel de playa. Tienen por objeto que en las ondas "rompan" y no se reflejen al llegar al final de la cubeta. Para que funcionen correctamente deben estar bien mojadas ya que, si no, el agua termina con un corte brusco y hay reflexiones que interfieren en la visión.
La cubeta se vacía por su sumidero poniendo un vaso debajo es este. Moverla llena es muy difícil porque el agua se sale con facilidad.

Equipo de ENOSA:
El sistema de la luz estroboscópica y la vibración tiene un controlador de frecuencia común y no es precindible. Pero la luz estroboscópica provoca mucha fatiga visual y es muy incómoda para muchos alumnos. Basta con taparla con una superficie opaca y sustituirla por un foco de los equipos de óptica apuntado verticalmente bajo la cubeta.
La vibración del sistema estroboscópico se transmite por las patas del soporte a la cubeta. Conviene poner un amortiguador de vibraciones entre el sistema vibratorio y la mesa.
Al colocar el espejo inclinado 45 grados se logra una proyección sobre la pantalla translúcida vertical de color blanco.
Sin embargo, si se trabaja con un número de alumnos elevado es más conveniente eliminar espejo y pantalla y proyectar directamente sobre el techo del aula, con lo que se obtiene una imagen más amplia y muy visible para todos. Una opción intermedia es poner la pantalla translúcida horizontal sobre la cubeta y montar ésta en el suelo, para poder mirar la pantalla desde arriba.

Equipo de lámina vibrante:
La frecuencia de vibración de la lámina se regula con una masa que se sujeta en diferentes posiciones mediante un cursor con tornillo. La regulación es delicada porque pequeñas variaciones de posición provocan grandes cambios de frecuencia.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:
- Montar una cubeta de ondas para experimentos de fenómenos ondulatorios.
- Mostrar físicamente los fenómenos ondulatorios al mismo tiempo que se explican.


Hay que hacer ver que el sistema funciona con ondas mecánicas que se amortiguan debido a la viscosidad del agua.
Es importante poner de relieve cómo la disminución de la frecuencia aumenta la longitud de onda.
Si se usa la lámpara estroboscópica, hay que dedicar un tiempo a su funcionamiento y a cómo su sincronización con el vibrador provoca el efecto óptico de "onda detenida".
Es interesante hacer ver que las sombras proyectadas no se forman por opacidad del agua sino por desviación de la luz debida a la curvatura de la superficie del agua.




Elementos de la cubeta de ENOSA

Elementos cubeta modelo 2

Proyección de frente de ondas reto sobre pantalla horizontal

Proyección de difracción por una rendija sobre techo

Iluminación con foco de óptica en posición vertical
Difracción por una rendija

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