Ondas

¿Que es una onda ? 

En física, se conoce como onda a la propagación de la energía (y no de la masa) a través del espacio, mediante la perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético. Este fenómeno puede darse en un espacio vacío o en uno que contenga materia (aire, agua, tierra, etc.).

Las ondas se producen como consecuencia de oscilaciones y vibraciones de la materia, propagándose en el tiempo según lo descrito por la Teoría de ondas, rama de la física encargada de comprender dicho fenómeno, sumamente común en el universo. La propagación de las ondas es uno de los fenómenos físicos fundamentales.

De acuerdo al origen de las ondas o la naturaleza del medio a través del cual se propagan, entonces, dependerán los efectos de su aparición y las características que posean. Así, podemos hablar de ondas de luz, sonoras, etc., cada una con propiedades físicas y una frecuencia diferente, dependiendo de qué tan resistente o no sea el medio para su propagación y qué tanta energía transporten.

Algunas ondas, como las sonoras, no pueden transportarse en el vacío. Requieren, pues, de un medio físico presente. Otras, como las microondas, pueden hacerlo perfecta y velozmente: es así como operan los satélites artificiales que reenvían información a la Tierra.

Podemos clasificar las ondas de acuerdo a distintos criterios, tales como son:
Según el medio en que se propagan. De acuerdo al medio podemos distinguir entre:

• Ondas mecánicas. Aquellas que precisan de un medio elástico (líquido, gaseoso o sólido) y de condiciones determinadas de temperatura y presión, para propagarse efectivamente. Ejemplo: las ondas sonoras.
• Ondas electromagnéticas. Aquellas que no requieren de un medio, pues se pueden perfectamente propagar en el vacío, ya que se deben a variaciones cíclicas del campo electromagnético de la materia. Ejemplo: la luz.
• Ondas gravitacionales. Recién confirmadas por la ciencia, son alteraciones del espacio-tiempo en donde reside la realidad del universo.

Según su periodicidad. Podemos hablar de ondas periódicas (presenta ciclos repetitivos en su producción) o no periódicas (sus ciclos son irregulares).

Según su dirección. Podrán ser unidimensionales (se propagan a través de una sola dimensión del espacio), bidimensionales (se propagan a través de dos dimensiones y se suelen llamar también superficiales) y tridimensionales (se propagan en tres dimensiones y suelen llamarse esféricas).

Según el movimiento del medio. Pueden ser ondas longitudinales (las partículas del medio se mueven en la misma dirección en que se propaga la onda) o bien ondas transversales (las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda).

Partes de Una onda 

Una onda se compone de las siguientes partes:

• Cresta. El punto máximo en la ondulación, es decir, en la amplitud de onda: el punto más alejado del reposo que alcanza.
• Período. Representado con la letra T, es el tiempo que demora la onda en ir desde su cresta hasta la siguiente, o sea, en repetirse.
• Amplitud. Representado con la letra A, mide la distancia vertical entre la cresta y el punto medio de la onda, a mitad de camino hacia el reposo. Esta medida puede crecer o decrecer en el tiempo dependiendo del caso.
• Frecuencia. Representado con la letra f, es el número de veces que la onda se repite en una unidad determinada de tiempo, razón por la cual se calcula según la fórmula f = 1/T.
• Valle. Lo contrario de la cresta: el punto más próximo al reposo de la onda.
• Longitud de onda. Representado por el símbolo λ (lamda), es la distancia entre dos crestas consecutivas de la ondulación.
• Ciclo. Se llama así a una ondulación completa, de principio a fin.

¿Como se propaga una onda? 

Como se ha dicho, las ondas suelen necesitar de un medio material para propagarse, aunque algunas lo pueden hacer perfectamente en el vacío. Esto depende de la naturaleza de la onda.

Por ejemplo, las ondas electromagnéticas no requieren de un medio material para propagarse, por lo que son una forma de radiación. Esto se debe a que constituyen alteraciones en los campos eléctricos y magnéticos de las partículas, y se desplazan a velocidades muy elevadas (la luz, por ejemplo, a 300.000 km/s).

En cambio, las ondas mecánicas precisan de un medio físico para propagarse, como puede ser el agua, un metal, el aire de la atmósfera u otros elementos y superficies, con tal de que sean susceptibles de transmitir una ondulación, como ocurre en los temblores o en la superficie del agua cuando arrojamos una piedra a un estanque.

La velocidad de propagación de una onda 

Se representa mediante la letra (v) y me indica la velocidad con la cual la onda o la perturbación se propaga por el medio , su unidad es [M/s] 

v=Distancia tiempo  =  v= λ         ,        V= λ x f   ( f  , represernta frecuencia ) 

           Tiempo                 T      

Función de Onda 

la función de onda es una expresión que permite , obtener la posición de un partícula del medio , con respecto a  su posición de equilibrio , para cualquier instante de tiempo , es decir 

 

                         y= f (x,t)    o    y= A sen [W x t  - K x X ] 

• En donde K es el numero de onda,  K = 2II 
•                                                           λ
• A es Amplitud 
• W es la velocidad Angular 
• X es la Posición
• λ es la longitud de onda 

Dato : Siempre que la onda viaje de izquierda a derecha , la función de onda se expresa con signo negativo , mientras que si  viaja de  derecha a izquierda se expresa con signo positivo 

W x t + K x X  -------> Se le conoce como angulo de desface 

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