Las Ondas

ONDAS:

En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.

La magnitud física cuya perturbación se propaga en el medio se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo . Matemáticamente se dice que dicha función es una onda si verifica la ecuación de ondas:

Donde v es la velocidad de propagación de la onda. Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido, verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias, por ejemplo, un solitón(es una onda solitaria que se propaga sin deformarse en un medio no línea).

Tipos de Onda:

Las ondas se clasifican según distintos criterios como:

a) el tipo de perturbación

b) la dirección de vibración

c) el sentido de propagación

a) Naturaleza de la perturbación:

 Las ondas mecánicas:

Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio.

Todas las ondas mecánicas requieren:

1. Alguna fuente que cree la perturbación.

2. Un medio en el que se propague la perturbación.

3. Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro.

Las ondas mecánicas son perturbaciones materiales o mecánicas como un golpe, una ruptura o una vibración. Su característica principal es que para propagarse necesitan de un medio material que puede ser un sólido, un líquido o un gas

Ejemplo: una onda sísmica necesita un medio sólido (tierra) para propagarse. El sonido también se propaga, pero su medio normal es el gaseoso (aire)

 Ondas electromagnéticas:

Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.

Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos.

Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.

Las perturbaciones son de origen eléctrico y magnético. Las antenas emisoras de radio y televisión son de este tipo. La principal característica de este tipo de onda es que se propagan en el vacío, pero también lo pueden hacer en un medio material.

Ejemplo: la luz visible, los rayos X y microondas.

ORIGEN Y FORMACIÓN

Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas

El campo eléctrico originado por la carga acelerada depende de la distancia a la carga, la aceleración de la carga y del seno del ángulo que forma la dirección de aceleración de la carga y al dirección al punto en que medimos el campo (sen q).

Un campo eléctrico variable engendra un campo magnético variable y este a su vez uno eléctrico, de esta forma las ondas electromagnéticas se propagan en el vacio sin soporte material

Onda electromagnética

b) Dirección de la vibración:

 Las ondas transversales:

Las partículas se mueven cíclicamente de arriba a abajo. La dirección en que vibran las moléculas del medio material por el que se propaga es perpendicular a la dirección en que se propaga la onda.

Ejemplo:

Supón que produces una onda en una cuerda agitando el extremo libre hacia arriba y hacia abajo. En este caso el movimiento de la cuerda es perpendicular a la dirección del movimiento de la onda. Cuando el movimiento del medio (en este caso, la cuerda) es perpendicular a la dirección en que se propaga la onda, decimos que se trata de una onda transversal.

Las ondas que se producen en las cuerdas tensas de los instrumentos musicales y en las superficies de los líquidos son transversales.

Ondas superficiales en el agua, cuerda de guitarra.

 Ondas longitudinales:

Estas hacen vibrar a las moléculas del medio en la misma dirección en que se propagan.

Ejemplo: sonido emitido por platillos de una batería. Estas perturbaciones hacen que las moléculas de aire oscilen en la misma dirección en que se propaga el sonido.

c) Sentido de propagación:

 Ondas viajeras:

Una onda viajera es una onda que tiene un perfil que se mueve con el tiempo através del medio. Por ejemplo, una ola en el mar, antes de romper en la costa, es una onda viajera. El perfil es una "montañita" que avanza constantemente através del mar.

 Ondas estacionarias:

Se forman cuando una onda viajera se refleja invertida respecto de la onda incidente, en un extremo de un medio dado. En este caso ambas ondas se superponen, originando una onda que pareciera estar fija.

Ejemplo:

Una

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