Ondas Mecánicas

14. Ondas mecánicas
Introducción
Las ondas son un fenómeno natural común e importante. Las ondas de choque, las ondas en el agua, las ondas de presión
así como las ondas de sonido son ejemplos cotidianos de ondas.
El fenómeno ondulatorio ha sido investigado por siglos, siendo una de las preguntas más controversiales en la historia
de la ciencia, la naturaleza corpuscular u ondulatoria de laluz.
De hecho Isaac Newton utilizó sus conocimientos de las propiedades ondulatorias para reforzar su creencia de que la luz
no podía ser una onda. Su error era originado por su incapacidad de medir las longitudes de onda extremadamente pequeñas
de la luz visible, además de no haber comprendido correctamente los fenómenos de interacción de la luz con la materia.
No fue sino hasta losexperimentos de doble rendija realizados por Thomas Young que se modificó el paradigma,
transformándose de un modelo de partículas a un modelo ondulatorio, mismo modelo que fue apoyado posteriormente por
la descripción matemática de la luz que realizó James Clerk Maxwell.
Sin embargo la teoría ondulatoria electromagnética de Maxwell, no explicaba correctamente la radiación del llamado
“cuerpo negro”.No fue sino hasta principios del siglo XX que Max Planck introdujo el concepto de “cuanto de luz”, mismo
que tiene una energía proporcional a la frecuencia, y que permitió explicar en forma exitosa la radiación del “cuerpo negro”.
De igual forma A lbert Einstein c onsideró una teoría corpuscular de la luz para explicar el efecto fotoeléctrico.
Aproximadamente 20 años después Louis de Broglieobtuvo una expresión matemática que compara la longitud de onda de
una onda, con el ímpetu (cantidad de movimiento lineal) de una partícula. En este proceso él dió una explicación confiable de
la suposición de Bohr acerca de que los electrones de los átomos sólo podían existir en determinadas órbitas.
Posteriormente, en un refinamiento de esta idea, Erwin Schródinger desarrolló el modelo de nubeselectrónicas del
átomo. Finalmente la dualidad onda partícula para toda la materia se manifiesta en el llamado ‘Principio de Incertidumbre”
de Heisenberg y en la hipótesis de de Broglie.

Características de las ondas
Dentro de los diferentes tipos de ondas que aparecen en la naturaleza, se denominan ondas mecánicas aquellas que se
desplazan a través de un medio deformable o elástico, adiferencia de aquellas que no requieren de ningún medio para su

medio material, originando una perturbación temporal en este medio, sin que el medio a su vez se transporte de un lugar a otro.
Otro aspecto muy importante que caracteriza a las ondas, es el hecho de que todo movimiento ondulatorio tiene una
energía asociada a él. Con relación a esto hasta ahora sólo se han visto diferentes formas deenergía, que se transportan de

Notas para el curso de Física Universitaria 1 ı 7 9

Ondas mecánicas

propagación. Formalmente podemos definir las ondas mecánicas como aquellas que viajan de un lugar a otro a través de un

un lugar a otro debido al movimiento de los cuerpos o de las partículas (como en las diferentes formas de energía mecánica),
pero en el caso de las ondas nosencontramos con un fenómeno físico en el cual se presenta un fenómeno de transporte de

energía sin que las partículas o cuerpos materiales se desplacen.
¿Cómo se podría probar experimentalmente el transporte de energía por una onda mecánica?
Las ondas mecánicas pueden clasificarse de diferentes maneras. Inicialmente lo haremos considerando la dirección del
movimiento de las partículas de materia, conrespecto a la dirección de propagación de la onda.
Si el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. diremos que se trata de una

onda transversal (Ej. ondas en una cuerda). N O T A Las ondas de luz aunque no son ondas mecánicas, también son ondas
A:
transversales.
Por otro lado, si el movimiento de las partículas de una onda mecánica es en un...