Ondas

MOVIMIENTO ONDULATORIO

ONDAS
Definimos movimiento ondulatorio como aquél que transmite energía sin transporte neto de materia, mediante la propagación de alguna perturbación, que se denomina onda.
En este fenómeno hay siempre una perturbación inicial, en el foco emisor de la onda. Luego, una transmisión de energía a lo largo del tiempo, de modo que la onda va alcanzando sucesivamente lospuntos más alejados.
Las ondas se clasifican en dos grandes grupos:
* Mecánicas. Necesitan un medio elástico para propagarse. Por ejemplo, el sonido, las ondas en una cuerda de guitarra...
* Electromagnéticas. No requieren medio físico para su propagación, ya que son variaciones periódicas del campo eléctrico y del campo magnético en el espacio. Ejemplos: la luz visible, ondas de radio,rayos X…

ONDAS MECÁNICAS
Las ondas mecánicas se pueden clasificar en dos tipos:
* Transversales. Cuando la dirección del movimiento (propagación) de la onda es perpendicular a la dirección de vibración de las partículas. Por ejemplo, las ondas en una cuerda.
* Longitudinales. Cuando la dirección del movimiento (propagación) de la onda es la misma que la dirección de vibración de laspartículas. Como las ondas en un resorte.
La velocidad de propagación de una onda es la distancia a la que se transmite dividida por el tiempo que emplea. Esta velocidad depende del medio. Así, en las ondas transversales de una cuerda, se demuestra experimentalmente que la velocidad es:
(T es la tensión de la cuerda y μ es la masa de la misma por unidad de longitud). O bien (L es la longitud dela cuerda y m su masa).
Las ondas mecánicas transversales necesitan un medio rígido para su propagación, por eso sólo existen en los sólidos. Sin embargo, las ondas longitudinales se pueden transmitir tanto en sólidos como en fluidos. Además, su velocidad en los sólidos es siempre mayor que la de las ondas transversales.
Recordemos que las ondas también se pueden clasificar enunidimensionales, bidimensionales y tridimensionales, según el número de dimensiones en que tiene lugar su propagación.




ONDAS ARMÓNICAS
Son ondas armónicas las que se originan mediante una perturbación producida en un medio elástico por un movimiento armónico simple. También pueden ser longitudinales y transversales.
+A
–A
O
X
Y

+A
–A
O
X
Y

Estudiemos las ondas transversalesproducidas en una cuerda cuando se le acopla en el extremo libre una varilla vibratoria. Su movimiento se traslada a cada partícula de la cuerda de modo que todos sus puntos oscilarán armónicamente en dirección vertical. Si el eje X coincide con la dirección de propagación y situamos el foco emisor en el origen, cada punto de la cuerda queda determinado por su abscisa x y por la ordenada y, queindica su desviación de la posición de equilibrio. En dicha onda se definen los siguientes parámetros:
* Amplitud de la onda, A. Es el valor máximo de la elongación, y, de las partículas del medio en su oscilación. Su unidad en el SI es el metro, m.
* Longitud de onda, λ. Es la distancia mínima entre dos puntos consecutivos que se hallan en el mismo estado de vibración. Su unidad en el SI esel metro, m.
* Período, T. Es el tiempo que emplea el movimiento ondulatorio en avanzar una longitud de onda, o bien el tiempo que emplea un punto cualquiera en efectuar una oscilación completa. Su unidad en el SI es el segundo, s.
* Frecuencia, f. Es el número de ondas que pasan por un punto del medio por unidad de tiempo. También puede definirse como el número de oscilaciones queefectúa un punto del medio por unidad de tiempo. Se mide en hercios, Hz, s-1.
Teniendo en cuenta la definición de velocidad de un movimiento uniforme, podemos calcularla del siguiente modo:

Las ondas armónicas longitudinales tienen las mismas características, pues su representación gráfica es muy similar. La única diferencia consiste en situar en el eje de ordenadas el valor de la elongación...