Una onda mecánica

1.- 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.

• Necesitan de un medio para transmitirse

• Tienen una velocidad de propagación menor que las ondas electromagnéticas

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.

El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión

Las ondas electromagnéticas son siempre transversales y se producen debido a cargas eléctricas aceleradas.

Siempre se propagan a la velocidad de la luz

Pueden propagarse incluso en el vacío

Vibran el campo eléctrico y el magnético perpendicularmente

Las ondas electromagnéticas transportan energía.

La variación del flujo de energía que atraviesa la unidad de superficie de un área perpendicular al flujo, queda descrito por el célebre vector de poynting:

Las ondas electromagnéticas transportan momento lineal y por ello tiene sentido hablar del a "presión de la radiación sobre una superficie

Este tipo de ondas también se reflejan, refractan y presentan fenómenos de difracción.

El espectro electromagnético incluye una gama muy amplia de frecuencias y longitudes de onda todas ellas relacionadas por la expresión:

c = L* F donde: L= longitud de onda; F= frecuencia de la onda; c es la velocidad de la luz

2.- Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio

Una onda mecánica es una perturbación tensional que se propaga a lo largo de un medio material para propagarse.

3.- Las ondas electromagnéticas se agrupan bajo distintas denominaciones según su frecuencia, aunque no existe un límite muy preciso para cada grupo. Además, una misma fuente de ondas electromagnéticas puede generar al mismo tiempo ondas de varios tipos.

• Ondas de radio: son las utilizadas en telecomunicaciones e incluyen las ondas de radio y televisión. Su frecuencia oscila desde unos pocos hercios hasta mil millones de hercios. Se originan en la oscilación de la carga eléctrica en las antenas emisoras (dipolos radiantes).

• Microondas: Se utilizan en las comunicaciones del radar o la banda UHF ( Ultra High Frecuency) y en los hornos de las cocinas. Su frecuencia va desde los mil millones de hercios hasta casi el billón. Se producen en oscilaciones dentro de un aparato llamado magnetrón. El magnetrón es una cavidad resonante formada por dos imanes de disco en los extremos, donde los electrones emitidos por un cátodo son acelerados originado los campos electromagnéticos oscilantes de la frecuencia de microondas.

• Infrarrojos: Son emitidos por los cuerpos calientes. Los tránsitos energéticos implicados en rotaciones y vibraciones de las moléculas caen dentro de este rango de frecuencias. Los visores nocturnos detectan la radiación emitida por los cuerpos a una temperatura de 37 º .Sus frecuencias van desde 10 11Hz a 4•1014Hz. Nuestra piel también detecta el calor y por lo tanto las radiaciones infrarrojas.

• Luz visible: Incluye una franja estrecha de frecuencias, los humanos tenemos unos sensores para detectarla (los ojos, retina, conos y bastones). Se originan en la aceleración de los electrones en los tránsitos energéticos entre órbitas permitidas. Entre 4•1014Hz y 8•1014Hz

• Ultravioleta: Comprende de 8•1014Hz a 1•1017Hz. Son producidas por saltos de electrones en átomos y moléculas excitados. Tiene el rango de energía que interviene en las reacciones químicas. El sol es una fuente poderosa de UVA ( rayos ultravioleta) los cuales al interaccionar con la atmósfera exterior la ionizan creando la ionosfera. Los ultravioleta pueden destruir la vida y se emplean para esterilizar. Nuestra piel detecta la radiación ultravioleta y nuestro organismo se pone a fabricar melanina para protegernos de la radiación. La capa de ozono nos protege de los UVA.

• Rayos X: Son producidos por electrones que saltan de órbitas internas en átomos pesados. Sus frecuencias van de 1'1•1017Hz a 1,1•1019Hz. Son peligrosos para la vida: una exposición prolongada produce cáncer.

• Rayos gamma: comprenden frecuencias mayores de 1•1019Hz. Se origina en los procesos de estabilización en el núcleo del átomo después de emisiones radiactivas. Su radiación es muy peligrosa para los seres vivos.

4.- Frecuencias y longitudes

5.- No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.

6.- Las ondas de radio de frecuencias oscilan en entre unos cuantos kilohertzio (kHz o millas de Hertz) y unos cuantos Tera hercios (THz ó 10 12 Hertz).

Las microondas, que usamos en la párrafo cocina y las comunicaciones, hijo longitudes de onda de la radio cortas, desde unos cuantos Milímetros a cientos de decenas de pulgadas.

La longitud de onda de los rayos X está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz

7.- Cuando un rayo de luz que viaja a través de un medio transparente encuentra una frontera que lleva a otro medio transparente, parte del rayo se refleja y parte entra al segundo medio. El rayo que entra al segundo medio se dobla en la frontera y se dice que se refracta.

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