Ondas

Ondas
Cuando las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de las ondas, se dice que las ondas son transversales. Si una persona se mueve hacia adelante y hacia atrás el extremo de un resorte estirado, la perturbación producida y las partículas del resorte se mueven en la misma dirección; este tipo de ondas recibe el nombre de ondas longitudinales.
Esimportante este tema de las ondas, porque veremos que conceptos de la mecánica ondulatoria están íntimamente ligados a la física cuántica. Un autor señala que usar a las ondas ordinarias en formas o maneras inusuales es el secreto de la teoría cuántica. Todas las ondas, no importa cuán exóticas sean, están construidas con un mismo plan y toman sus órdenes del mismo libro, de allí que las ondas cuánticasseguirán las mismas reglas que las ondas en general. Ahora bien, ¿que conocemos de las ondas ordinarias?
La mayoría de las personas ha tenido experiencia con las ondas, por ejemplo al arrojar una piedra en un estanque de agua se forman ondas; si ponemos un corcho veremos que el mismo se mueve hacia arriba y hacia abajo pero que no se traslada en la dirección que vemos se trasladan las ondas,como círculos que se abren desde el centro donde cayó la piedra. Estas ondas acuáticas constituyen un ejemplo de una amplia variedad de fenómenos físicos que presentan características análogas a las ondas. El mundo está lleno de ondas: ondas sonoras, mecánicas, tales como la onda que se propaga en una cuerda de una guitarra, ondas sísmicas que pueden transformarse en terremotos, ondas de choque quese producen cuando por ejemplo un avión supera la velocidad del sonido, y otras ondas más particulares porque no son tan fácilmente captadas con los sentidos o no es tan sencillo interpretar su origen; son las ondas electromagnéticas. Entre estas están la luz visible, las ondas de radio, las señales de TV, los rayos X; muchas de las cuales permiten el funcionamiento de algunos aparatos por todosconocidos: el control de canales de TV para hacer zapping, los teléfonos móviles, Direct TV, internet por aire, etc.
Son una perturbación que viaja a través del espacio o en un medio elástico transmitiendo energía sin desplazamiento de materia.
La distancia recorrida por una onda en periodo recibe el nombre de “Longitud de onda” y se representa con la letra griega λ (lambda). Si V es la velocidadcon la cual viaja la onda en el medio, entonces:
λ=V .T
V= λT y como f= 1T
V=λf

Parámetros de la Onda.
Los parámetros de las Ondas son variables que adquieren distintos valores. Estos parámetros son:
Longitud de una onda: Distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase. Se mide en metros (SI).

Amplitud: Valor máximo que adquiere la perturbación. Si se trata de una onda en unacuerda: altura máxima de un punto. Si se trata de una onda de presión (Sonido) el valor máximo de la presión viene dada por la altura de la cresta.

Período: tiempo que la onda tarda en recorrer una distancia igual a la de la onda. El tiempo que un punto del medio invierte en dar una oscilación completa. Se mide en (S)

Frecuencia: Número de oscilaciones que un punto del medio da en un segundo.Se mide en Hz.

Velocidad: rapidez con que se desplaza la onda. Depende de las propiedades del medio.
La Ecuación de Onda
La ecuación de onda de una onda plana de propagación en la dirección x es

Donde v es la velocidad de fase de la onda e y representa la variable que cambia al paso de la onda. Esta es la ecuación de onda que aplica a una cuerda estirada o a una onda electromagnéticaplana. La descripción matemática de una onda, hace uso de las derivadas parciales.
En dos dimensiones, la ecuación de onda toma la forma

La cual podría describir una onda sobre una membrana estirada.
Variedades de Ecuaciones de Onda
A principios del siglo 20, los electrones demostraron tener propiedades ondulatorias, y la dualidad onda-partícula se convirtió en una parte de nuestra comprensión...