Ondas

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Introducción

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 circulan a nuestro alrededor.

La aplicación y buen uso que el ser humano le ha dado al movimiento ondulatorio, permite crear muchas de los artefactos queusamos en nuestra vida diaria, como lo son: el teléfono móvil y el inalámbrico, la televisión por cable, el microondas, la internet, entre otras.

Formación de las ondas

Para que una onda se forme es necesario que se produzca un movimiento inicial, como ocurre al formar ondas en el agua, donde con la caída de una gota sobre la superficie del agua de un estanque, la gota produce unaperturbación en el agua y que se propaga hasta la orilla del estanque. Aunque esta propagación ocurre con una determinada velocidad, las partículas de agua no avanzan, si no que se mueven hacia arriba y hacia abajo con respecto al punto de equilibrio

Se pueden producir perturbaciones en las cuales las ondas se propaguen en pulsos rectos, por ejemplo, al golpear la superficie del estanque con el borde deuna regla.

Un frente de onda es …

Cuando la propagación ocurre a lo largo de la superficie del medio se producen frentes de ondas planos, pero si ocurre una perturbación en una parte de la superficie del medio se crean frentes de ondas circulares.

Estos movimientos que se producen a través de un medio material de propagación, se llaman movimientos ondulatorios, y en ellos se transmiteenergía entre dos puntos del medio sin que haya transporte de materia. Según el medio de propagación las ondas se clasifican en ondas mecánicas y ondas electromagnéticas.

Las ondas mecánicas son aquellas que transportan energía a través de un medio elástico, como por ejemplo, las ondas en las cuerdas, en el agua y las sonoras. En cambio las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío ytransportan energía por las oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos, por ejemplo, la luz, la radiación ultravioleta y los rayos X.

Ondas periódicas

Cuando la perturbación local que origina la onda se produce en ciclos repetitivos se dice que la onda es periódica. Al tomar una cuerda estirada y aplicarle un movimiento vertical en uno de sus extremos, se genera un pulso que viaja a través de lacuerda, y cada partícula de la cuerda permanece en reposo hasta que el pulso llegue hasta ella, donde se mueve por un instante y vuelve a permanecer en reposo. Si se mantiene constante el movimiento en el extremo de la cuerda, la propagación a lo largo de la cuerda será periódica y producirá un tren de ondas.

Los fenómenos relacionados con movimientos ondulatorios, se observan las siguientescaracterísticas:

1) La longitud de onda: Es la distancia entre dos puntos en los que empieza a repetirse el movimiento, Cuando la onda se propaga hay puntos (P ; Q) que en todo momento tienen el mismo estado de vibración

2) La amplitud de onda: es la distancia máxima que alcanza una partícula con respecto a su posición de equilibrio.

3) La frecuencia: Es el numero de ondas formadas en unaunidad de tiempo.

4) El periodo: Es el tiempo en el cual se produce una onda, y que coincide con el tiempo que tarda un punto en dar una vibración completa.

5) La velocidad de propagación: Es la velocidad con la que se desplaza la perturbación a través del medio, y que depende de la elasticidad y rigidez del medio. La velocidad de propagación en todas las direcciones, posee el mismo valor y sumagnitud depende del medio de propagación. Por ejemplo, una onda sonora se propaga en el agua a una velocidad de 1500 m/s y en el aire 340 m/s.

Ondas longitudinales y transversales

La dirección de propagación de una onda puede ser paralela o perpendicular a la dirección del movimiento de las partículas del medio en el que se propagan. De acuerdo con esto, existen dos tipos de ondas:...
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