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Ondas coherentes


Las ondas obedecen el principio de la interferencia. ¿Qué condiciones deben producirse para que ondas procedentes de diferentes puntos, por ejemplo el sonido desde dos altavoces, muestren un patrón estable de interferencia? Veamos:

Si entran en contacto dos ondas salidas de fuentes que las producen a frecuencias diferentes y cuyas fases cambien al azar, cualquier patrón de interferencia que se produzca cambiará tan rápidamente que no podremos reconocer en que partes de ellas se refuerzan y en cuales se cancelan, ya que la interacción de valles y crestas no es sistemática. Un patrón de interferencia aparecerá si las ondas son harmónicas y tienen una diferencia finita y estable entre sus frecuencias y fases. Decimos entonces que estas ondas son coherentes.

Solo las ondas coherentes pueden mostrar un patrón estable de interferencia. Y son aquellas que tienen una diferencia finita y estable de sus frecuencias y fases.

Cuando las dos fuentes producen ondas que no tienen una diferencia finita y estable de sus frecuencias y fases se dice que las ondas son incoherentes. Las fuentes que no son puntuales, tal como una cuerda de piano, son generalmente incoherentes con otras fuentes debido a que diferentes partes de la onda por lo general tienen diferentes fases. Adicionalmente, la luz procedente de un cuerpo caliente, como un bombillo incandescente, se emite con una variada gama de frecuencias y por eso no son observables patrones de interferencia estables entre la luz emitida por dos bombillas incandescentes cuando iluminan la habitación donde estamos.

En la figura 1 se muestran diferentes resultados de la superposición de ondas coherentes.

Ondas coherentes
Figura 1. Superposición de ondas coherentes

En el dibujo (a) se superponen dos ondas de igual frecuencia pero con una ligera diferencia de fase. En la (b) dos ondas de igual amplitud y frecuencia pero casi desfasadas 180°. En la (c) dos ondas de la misma frecuencia y fase pero de diferentes amplitudes.

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