Ondas mecánicas y electromagneticas

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FISICA PREUNIVERSITARIA

ONDAS MECÁNICAS Y ELECTROMAGNÉTICAS
Cuando se desea enviar una señal de un punto A a otro punto B, se tiene dos opciones: la primera sería enviando partículas de A a B y la segunda enviando una onda. Por ejemplo, si A y B son dos puntos que se encuentran en la orilla de un lago, se podría enviar un bote de A hasta B; pero también podemos,mediante un golpe en el punto A, producir una perturbación u onda en la superficie del agua y hacer que llegue al punto B, también podemos producir un sonido, emitiendo así una onda sonora que se propaga en todas las direcciones y podrá ser recibida en B después de cierto tiempo. En estos dos procedimientos que se pueden seguir para enviar una señal de A a B; se observa que en el primer caso, haytransporte de materia de A hacia B, ya que el bote tuvo que ser enviado de un punto a otro, en cambio en el segundo caso(onda de agua o de aire)no hay transporte de materia, ninguna molécula de agua o de aire se desplaza de A a B, pero sí existió un transporte de energía. FORMACIÓN DE UNA ONDA Si analizamos el segundo caso del ejemplo anterior (onda). Las moléculas de agua o de aire se pusieron aoscilar con respecto a sus posiciones de equilibrio y debido a las propiedades elásticas del medio (aguao aire) estas oscilaciones se trasmitieron de molécula en molécula con cierta velocidad de propagación hasta llegar al punto B, pero las moléculas no se mueven en conjunto, solamente oscilan cuando llega la onda, sea verticalmente en el caso de las moléculas de agua, u horizontalmente en el casode las moléculas de aire (figura 1)

a l d t n e m i v o M r i e d a u c é l o m A a l d t n e m i v o M r i l e a d n o a l d t n e m i v o M g e d a u c é l o m A a l d t n e m i v o M u g l e a d n o ) 1 ( a r u g i F
Las partículas que oscilan tienen energía cinética y potencial elástica, por lo tanto la onda trasmitió este tipo de energía de molécula en molécula; por esto se dice que unaonda transporta energía. Estas ondas que necesitan un soporte material para su propagación se denominan ondas mecánicas. Sin -157-

B

B

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embargo, existen ondas que no necesitan ningún medio para su propagación, son las ondas electromagnéticas; la luz, las ondas de radio y televisión pueden viajar en el vacío. Estas ondas transportan otro tipo de energía, la energíaeléctrica y la magnética. TIPOS DE ONDA Teniendo en cuenta la forma como los movimientos de las partículas están relacionados con la dirección de propagación de las ondas mismas. Cuando el movimiento de las partículas de materia que transportan la onda son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda misma, tenemos una onda transversal. Por ejemplo, si hacemos oscilar el extremo de unacuerda tensionada, la onda avanza a lo largo de la cuerda, pero las moléculas de la cuerda vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda (figura 2); lo mismo sucede con las ondas sobre la superficie del agua.

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la cuerda se mueven solamente cuando el pulso llega a ellas y regresa nuevamente al reposo. Lanzar una piedra en un lago es producir unpulso, circular en este caso.

Tren de ondas, cuando movemos varias veces el extremo de la cuerda. Si nuestro movimiento es un movimiento armónico simple, el tren de onda resultante se llama onda armónica simple (que llamaremos frecuentemente onda ) y cada partícula tendrá un movimiento armónico simple (figura 5).

ECUACIÓN DE UNA ONDA MECÁNICA Si definimos un nuevo parámetro “k”, como el número deondas que contiene un ángulo de 2πradianes:

que denominamos número de onda angular; semejante a la frecuencia angular “ω que se define como el número ” de periodos que contiene un ángulo de 2πradianes

Una forma condensada de expresar la ecuación de onda es: Si el movimiento de las partículas coincide con la dirección de propagación de la onda, se trata de una onda longitudinal. Por...