La Fisica

Módulo 5:

Fenómenos Ondulatorios y Radiación

Física e Introducción a la Biofísica

Licenciatura en Kinesiología y Fisiatría

Año 2012
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1. Ondas
La mayoría de la información acerca de lo que nos rodea nos llega en forma de ondas.
Es a través del movimiento ondulatorio que el sonido llega a nuestros oídos, la luz a
nuestros ojos y la radiación electromagnética a la radio y a laTV. A través del
movimiento ondulatorio se puede transferir energía de una fuente hacia un receptor, sin
transferir materia entre esos dos puntos.
1. 1. Características del movimiento ondulatorio
Una onda es una perturbación que se propaga. Las ondas materiales (todas
menos las electromagnéticas) requieren de un medio elástico para propagarse. El medio
elástico se deforma y recupera vibrandoal paso de la onda. Esta perturbación comunica
una agitación a las primeras partículas del medio en que impacta y esa partícula inicia la
onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el
medio con una velocidad constante (siempre que el medio sea isótropo).
Una onda transporta energía, mientras que las partículas solo pueden vibrar
alrededor de suposición de equilibrio, pero no viajan con la perturbación.

Figura 1: Un ejemplo de onda: la ola
que se produce en las canchas de
fútbol. Cada renglón representa la
misma fila de la tribuna vista a
intervalos de tiempo regulares.
Inicialmente estaban todos sentados.
Pasa la ola, y unos espectadores se
paran y saludan... luego se paran los
de al lado mientras los primeros se
vuelven a sentar...y así.
La persona que estaba sentado en el
lugar 12 sigue siempre ahí... no
cambia su posición.
Tenemos una señal que viaja de
izquierda a derecha que no es materia
(representada por la gente que no
modifica su posición).

La ola de la figura 1, y en general
cualquier tipo de onda, se puede
describir mediante dos tipos de
gráficos que, aunque son parecidos, representan cosasdiferentes:
Gráfico de la perturbación
en función de la posición.

Los miles de espectadores de
la fila. En (y) se indica la
perturbación, que en nuestro

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caso podría ser cuánto ascienden las cabezas; y en (x) las posiciones de todos los
espectadores. Este gráfico es una instantánea de la fila. En color diferente se marca la
posición de la persona número 12 en la figura 1. Esto podría serla foto correspondiente
al cuarto renglón de la figura 1, donde la ola ya abandonó a la persona número 12.

Gráfico de la perturbación
en función del tiempo (t).
Este gráfico, en cambio, nos
muestra toda la película,
pero para un solo espectador, para una sola partícula material. Desde el comienzo de la
película hasta un rato largo después, casi llegando a la mitad de la película, lapersona
permanece sentada. Cuando la ola pasa el hombre se para. Un tiempo después se sienta y
así vuelve a quedar, sentado, hasta que la película termina.
Otro ejemplo para entender mejor el movimiento ondulatorio es el caso de una
cuerda horizontal estirada. Si se sube y baja un extremo de esa cuerda, a lo largo de ella
viaja una perturbación. Cada partícula de la cuerda se mueve hacia arriba yhacia abajo,
en tanto que la perturbación recorre la cuerda (el medio). La cuerda regresa a su estado
inicial después de haber pasado la perturbación. Lo que se propaga es la perturbación y
no la cuerda misma.

Figura 2: Ondas transversales que se propagan a o largo de una cuerda. Las flechas verticales
indican el movimiento de las partículas que forman la cuerda.

1. 2. Ondas periódicasNo es una única perturbación la que viaja. Son muchas y todas iguales y
equiespaciadas. Hay una forma básica que se repite periódicamente.

Gráfico de la perturbación en
función de la posición y el tiempo
para una onda periódica. El de arriba
nos muestra cómo están perturbadas
todas las partículas afectadas en la
propagación de la onda en un instante.

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El de abajo muestra cómo se...