Onda Y Optica

Onda

Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se llaman ondas mecánicas. Las únicas ondas que pueden propagarse en el vacío son las ondas electromagnéticas.

El sonido es un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un medio material.

Un cuerpo al vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas de aire que lo rodean, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda alternativamente. Estos cambios de presión se trasmiten por colisión entre las moléculas de aire y la onda sonora es capaz de desplazarse hasta nuestros oídos. Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan) se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se alejan) se llaman enrarecimientos

Elementos de una onda

Tren de ondas: Todas las ondas al moverse lo hacen una tras otra como si fuera un tren de donde se coloca un vagón tras otro.

Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

Elongación: Es la distancia entre cualquier punto de onda y su posición de equilibrio.

Cresta, monte o pico: es el punto más alto de una onda

Valle: Es el punto más bajo de una onda.

Periodo: Tiempo que tarda en efectuarse una onda o vibración completa, se mide en segundos o s/ciclo se representa con una T mayúscula.

Notemos que el periodo (T) es igual al recíproco de la frecuencia (f) y viceversa.

Amplitud (A): Es la máxima separación de la onda o vibración desde su punto de equilibrio.

La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o compresiones consecutivos de la onda. En las ondas transversales la longitud de onda corresponde a la distancia entre dos montes o valles, y en las ondas longitudinales a la distancia entre dos compresiones contiguas. También podemos decir que es la distancia que ocupa una onda completa, se indica con la letra griega lambda (Λ) y se mide en metros. A la parte superior de la onda se le llama cresta y a la inferior se le llama valle.

Frecuencia: Es el número de ondas producidas por segundo. La frecuencia se indica con la letra f minúscula. Se mide en ciclos/ segundo o hertz (Hz). Coincide con el número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al ser alcanzado por las ondas.

Las dos magnitudes anteriores, longitud y frecuencia, se relacionan entre sí para calcular la velocidad de propagación de una onda.

Velocidad de propagación: Es la relación que existe entre un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el tiempo empleado en recorrerlo.

Se indica con la letra V y es igual al producto de la frecuencia (f) por la longitud de onda (λ).

Periodo: Es el tiempo (en segundos) que tarda un punto en realizar una oscilación completa al paso de una onda. Se abrevia con la letra (T).

Clasificación y propiedades de las ondas

- Según la dirección de vibración de las partículas y de propagación de la onda.

Longitudinales: Son aquellas en que las partículas vibran en misma dirección en la que se propaga la onda. Ej. El sonido, ondas sísmicas.

Transversales: Son aquellas en las que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección en la que se propaga la onda. Ej. La luz, onda de una cuerda.

- Según la dirección de propagación de la onda.

Unidimensionales: Las que se propagan en una sola dimensión. Ej. Vibración de una cuerda.

Bidimensionales: Las que se propagan en dos dimensiones. Ej. Onda en la superficie del agua.

Tridimensionales: Las que se propagan en tres dimensiones. Ej. Luz, sonido.

- Según el medio que necesitan para propagarse.

Mecánicas: Necesitan propagarse a través de la materia. Ej. Olas del mar.

Electromagnéticas: No necesitan medio para propagarse, se pueden propagar en el vacío. Ej. Calor radiante, la luz.

Acústica

La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos.

A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido.

Sonido y su propagación

El sonido consiste en la propagación de una perturbación en un medio (en general el aire).

Para que la onda sonora se propague en un medio, este debe ser elástico, tener masa e inercia.

En el aire en específico, la propagación es lineal, permitiendo que diferentes ondas sonoras se propaguen por el mismo espacio al mismo tiempo sin afectarse. Ya que el medio no es dispersivo, las ondas se propagan a la misma velocidad sin importar su frecuencia o amplitud.

Diapasón

Instrumento mediante el cual es posible generar un sonido de una determinada

frecuencia. Está formado por una barra metálica en forma de U, provista de una

base. Al hacerlo vibrar, el diapasón emite un sonido cuya frecuencia depende

únicamente de sus características geométricas. La vibración inicial puede generarse manualmente o mediante sistemas electromagnéticos. Incluso en sus formas mecánicamente más simples, el diapasón se utiliza en acústica para afinar instrumentos musicales. Se emplean formas más complejas, como generadores de frecuencias de referencia, para relojes y como dispositivos de control para circuitos electrónicos.

Rapidez de propagación del sonido

La velocidad de las ondas sonoras es independiente de la fuente sonora, pero depende de la naturaleza del medio de

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