Hidroóptica, reflexión

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ID:(1536, 0)


Reflexión de una onda

Description

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)


Reflexión con cambio de fase

Description

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 \pi lo que es equivalente a un cambio de signo de la amplitud:


ID:(12374, 0)


Reflexión sin cambio de fase

Description

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)


Albedo para cielo despejado

Description

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)


Albedo para cielo cubierto

Description

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)


Transmisión en función del viento

Description

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)


Transmisión en función del angulo de incidencia del sol

Description

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)


Hidroóptica, reflexión

Description

Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
$u_i$
u_i
Amplitud incidente
-
$u_r$
u_r
Amplitud reflejada
-
$u_t$
u_t
Amplitud transmitida
-
$R$
R
Factor de reflexión
-
$T$
T
Factor de transmisión
-
$\omega$
omega
Frecuencia angular
rad/s
$\omega_i$
omega_i
Frecuencia angular en el medio incidente
rad/s
$\omega_t$
omega_t
Frecuencia angular en el medio transmitido
rad/s
$Z_i$
Z_i
Impedancia en el medio incidente
kg/m^2s
$Z_t$
Z_t
Impedancia en el medio transmitido
kg/m^2s
$k_i$
k_i
Vector de onda en el medio incidente
1/m
$k_t$
k_t
Vector de onda en el medio transmitido
1/m
$c$
c
Velocidad de la luz
m/s
$k$
k
Wave vector
1/m

Calculations


First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used



Equations


Examples

Cuando una onda llega a una interface entre dos medios en que la velocidad de propagaci n 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)

Un pulso que se propaga puede sufrir un cambio de fase en el proceso de reflexi n. Si esto ocurre el pulso sufre un cambio de fase en \pi lo que es equivalente a un cambio de signo de la amplitud:


(ID 12374)

Un pulso que se propaga puede sufrir un cambio de fase en el proceso de reflexi n. Si esto no ocurre el pulso se refleja de la misma forma como incidi :


(ID 12375)

Para describir el problema de la reflexi n y transmisi n se pueden introducir los factores de reflexi n y transmisi n de modo que en el caso de la reflexi n se tiene que con

$ u_r = R u_i $


(ID 12464)

Para describir el problema de la reflexi n y transmisi n se pueden introducir los factores de reflexi n y transmisi n de modo que en el caso de la transmisi n se tiene que con

$ u_t = T u_i $


(ID 12465)

Si una onda con amplitud u_i incide sobre una interface puede reflejarse y/o ser transmitida. Si se asume que la onda reflejada tiene la amplitud u_r y la trasmitida u_t por continuidad en la interface (supongamos que se encuentra en el origen x=0) sera necesario que\\n\\n

$(u_i + u_r)e^{i\omega_it}=u_te^{i\omega_tt}$



La nica forma que esto puede ocurrir para todo tiempo es que ambas frecuencias angulares sean iguales:

Esto es con

$ \omega_i = \omega_t$



En otras palabras una onda no sufre variaci n en su frecuencia al pasar de un medio a otro.

(ID 12459)

Si la continuidad exige de que las ondas de incidencia, reflexi n y transmisi n 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 $rad/s$

$ u_i + u_r = u_t $


(ID 12460)

Como las frecuencias angulares son iguales y las velocidades en ambos medios son distintas, los vectores de onda deber n ser con

$ k = \displaystyle\frac{ \omega }{ c }$



(ID 12461)

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 direcci n en que propagan.

Por ello si se derivan ambas ecuaciones, se eval an en el origen y se igualan se obtiene la segunda condici ncon

$ k_i ( u_i - u_r ) = k_t u_t $



(ID 12462)

Si se resuelve el sistema de ecuaciones dado por la ecuaci n para la amplitud, con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and amplitud transmitida $-$

$ u_i + u_r = u_t $



y la relaci n 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 relaci n

$ R =\displaystyle\frac{ k_i - k_t }{ k_i + k_t }$


(ID 12415)

Si se resuelve el sistema de ecuaciones dado por la ecuaci n para la amplitud, con amplitud incidente $-$, amplitud reflejada $-$ and amplitud transmitida $-$

$ u_i + u_r = u_t $



y la relaci n 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 relaci n

$ T =\displaystyle\frac{2 k_i }{ k_i + k_t }$


(ID 12466)

Con la relaci n de transmisi n en funci n 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 relaci n de dispersi n frecuencia angular $rad/s$, velocidad de la luz $m/s$ and wave vector $1/m$

$ k = \displaystyle\frac{ \omega }{ c }$

\\n\\ny la impedancia dada por\\n\\n

$Z=\rho c$



se puede generalizar la relaci n con frecuencia angular $rad/s$, velocidad de la luz $m/s$ and wave vector $1/m$ como

$ T = \displaystyle\frac{2 Z_i }{ Z_i + Z_t } $


(ID 12387)

Con la relaci n de reflexi n en funci n 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 relaci n de dispersi n frecuencia angular $rad/s$, velocidad de la luz $m/s$ and wave vector $1/m$

$ k = \displaystyle\frac{ \omega }{ c }$

\\n\\ny la impedancia dada por\\n\\n

$Z=\rho c$



se puede generalizar la relaci n con frecuencia angular $rad/s$, velocidad de la luz $m/s$ and wave vector $1/m$ como

$ R = \displaystyle\frac{ Z_i - Z_t }{ Z_i + Z_t }$


(ID 12386)

Cuanta luz penetra en el oc ano depende de la reflexi n que sufra en la superficie. Esta a su vez depende del angulo con que incide la radiaci n 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 ngulos se ve que para ngulos menores (puesta y salida del sol) el albedo es mayor significando que menos luz penetra en el oc ano:


(ID 12491)

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 ngulos mayores de incidencia para cielo descubierto:


(ID 12492)

Como el viento afecta el oleaje influencia la condici n de la superficie afectando la transmisi n de la luz al interior del oc ano. Esto se observa experimentalmente


(ID 12493)

Al igual que la incidencia del sol afecta la reflexi n (albedo) lo hace con el complemento que es la transmisi n. Esto se observa experimentalmente:


(ID 12494)


ID:(1536, 0)