Ones, llum i so

Les ones

Una ona és una una alteració en la posició d'una partícula que es mou a través de l'espai sense que l'efecte de la alteració comporti que la matèria es desplaci des dels lloc on s'ha iniciat fins allà on arriba per tant, en la propagació d'ones s'hi transporta energia però no matèria.

Un exemple molt entenedor és el cas de tenir fitxes de dòmino posades l'una al davant de l'altrede forma que van caient progressivament quan es dóna un petit impuls a la primera peça, que en caure topa amb la segona, i així successivament. No es transporta matèria perquè les fitxes no es mouen d'una posició a una altre, però si que es transporta energia.

Podem distingir diferents tipus d’ones segons:

Segons el medi pel que es propaguen:

• Ones mecàniques: Necessiten un medimaterial (aigua, aire...) per tal de poder-se propagar. Les partícules que constitueixen el medi són les que experimenten la pertorbació. Exemples: les ones sonores a l’aire, les ones produïdes a l’aigua quan hi cau un objecte, les ones d’una corda que vibra...

• Ones electromagnètiques: Es poden propagar a través del buit, sense cap medi material. Són conseqüència de els camps oscil·latoriselèctric i magnètic sobreposats. Es desplaça a 300.000 km/s. Exemples: la llum, les ones de ràdio, els raigs X...

Segons la direcció de la vibració en relació amb el moviment de les partícules del medi:

• Ones transversals: La direcció de la vibració de l’ona és perpendicular a la direcció de propagació de l’ona. Exemples: Les ones que s’obtenen d’una corda fixa en un extrem i des de l’altrefer-la oscil·lar bruscament i contínuament. Les partícules de la corda es mouran verticalment mentre que l’ona es propaga horitzontalment. (Direccions perpendiculars).

• Ones longitudinals: La direcció de la vibració produïda de l’ona és paral·lela a la direcció de la propagació de l’ona. Exemples: Una molla a la que li donem un impuls horitzontalment i com a conseqüència les espiress’ajunten i se separen, també horitzontalment. (Direccions paral·leles)

• Ones superficials: Les partícules oscil·len tant paral·lelament com perpendicularment a la direcció de propagació de l’ona. Exemples: La propagació d’ones damunt la superfície de l’aigua. Les molècules d’aigua es mouen verticalment, però també es mouen horitzontalment degut a la fluïdesa del medi. Per tant, l’oscil·lacióés circular.

Segons les dimensions de propagació de les ones:

• Ones unidimensionals: Es propaguen en una sola dimensió. Exemples: Ones que es produeixen en una corda tibant.

• Ones bidimensionals: Es propaguen en dues dimensions, també s’anomenen ones circulars. Exemples: Les ones superficials de l’aigua.

• Ones tridimensionals: Es propaguen en tres dimensions, tambés’anomenen ones esfèriques. Exemples: Les ones sonores

Segons les característiques de la pertorbació que es transmet:

• Polsos o trens d’ones localitzats: Si la pertorbació del medi dura molt poc temps, sense tenir la possibilitat de repetir-se masses vegades, parlarem de polsos.

• Ones periòdiques: La pertorbació inicial es va repetint cíclicament, de forma que tots els punts del medimaterial per on es propaga repeteixen indefinidament.

• Ones harmòniques: Tipus d’ones periòdiques que tenen per origen una pertorbació produïda per un moviment harmònic simple, moviment que es repetirà contínuament en les ones harmòniques.

Característiques de les ones

Totes les ones es caracteritzen per unes magnituds físiques que es poden mesurar. Aquestes magnituds ens permetenobtenir informació sobre l’ona i saber a quins tipus de fenòmens podrà donar lloc.
Aquestes magnituds són: amplitud (A), freqüència (f), longitud d’ona (λ), període (T) i velocitat de propagació (v).

Amplitud
• L’amplitud (A) és el màxim desplaçament d’una partícula respecte la posició d’equilibri que tenia abans que li arribés l’ona.
• Es mesura en metres.
• Els punts amb la màxima...