Las ondas

Las ondas
Es muy probable que alguna vez hayas estado largo tiempo observando las ondas producidas sobre la superficie del agua en un estanque, al lanzar un objeto o caer una gota sobre ella; o quizás el movimiento de las olas del mar. Un espectáculo entre mágico y misterioso que sin importar la edad nos atrae.

La mayoría de los fenómenos físicos, como el sonido, la luz y los sismos,se producen porque algo que vibra en algún lugar, genera ondas que viajan por un medio material o por el espacio. En este mismo instante miles de ondas de radio, de televisión, de radiación ultravioleta y pequeñas vibraciones sísmicas circulan a nuestro alrededor.

Las comodidades con las que contamos en nuestra cotidianidad, como la Internet, la telefonía móvil, la televisión por cable, elhorno microondas, los teléfonos inalámbricos, entre otras, se deben a la aplicación, comprensión y buen uso que el hombre ha logrado del movimiento ondulatorio. Por ello, en esta unidad estudiaremos la propagación de las ondas y los fenómenos que suceden cuando estas cambian de medio, encuentran obstáculos o se superponen con otras ondas.
Propagación de las ondas

Formación de las ondasEn la figura 1 se aprecia una ola realizada por los espectadores de un partido de fútbol. Al levantarse una persona de su silla y volverse a sentar, realiza un movimiento vertical, que es imitado por las personas situadas a su alrededor.
Este movimiento, que es propagado por los asistentes al estadio, se transfiere perpendicularmente al movimiento que realiza cada persona. El movimiento querealiza cada persona en el estadio se denomina pulso.

Un caso similar a esta situación ocurre con la caída de una gota sobre la superficie del agua en un estanque. La gota produce una perturbación en el agua, que se propaga hasta la orilla del estanque, en círculos concéntricos. Aunque esta propagación se mueve con determinada velocidad, las partículas de agua no avanzan, simplemente se muevenhacia arriba y hacia abajo con respecto al punto de equilibrio. En la siguiente figura se puede observar la propagación de una perturbación en la superficie del agua (a) y un corte transversal de la misma (b).

De manera similar se pueden producir perturbaciones en la cuales las ondas se propagan en pulsos rectos; por ejemplo, al golpear suavemente la superficie del estanque con el borde deuna regla. En la siguiente figura se ilustra una manera simplificada de representar las ondas en la superficie del agua.

Las líneas que se observan en la figura unen todos los puntos de la superficie del agua que se encuentran, en ese instante, en el mismo estado de vibración.
Cada una de estas líneas se denomina frente de onda. Cuando la propagación sucede a lo largo de la superficie delmedio, se producen frentes de onda planos.
Si se presenta una perturbación en un punto de la superficie del medio, se generan frentes de onda circulares.

Estos movimientos que se producen a través de un medio material de propagación se denominan movimientos ondulatorios. En un movimiento ondulatorio se difunde energía entre dos puntos del medio sin que haya transporte de materia. Según elmedio de propagación, las ondas se clasifican en ondas mecánicas y ondas electromagnéticas.

n Ondas mecánicas: las ondas mecánicas difunden energía a través de un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso). Por ejemplo, las ondas en las cuerdas, en el agua y las sonoras.

n Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío. Difunden energía por las oscilaciones decampos eléctricos y campos magnéticos. Por ejemplo, la luz, la radiación ultravioleta y los rayos X.

Ondas periódicas

Al tomar una cuerda estirada y aplicarle un movimiento vertical en uno de sus extremos, se genera un pulso que viaja a través de la cuerda. Cada partícula de la cuerda permanece en reposo hasta cuando el pulso llega hasta ella, donde se mueve durante un instante y...