Ondas Electromagneticas

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.

Ecuación de onda unidimensional

La ecuación de onda describe el estado de vibración de cualquier punto alcanzado por las ondas en una posición y en un momento determinado. En su forma más simple, para una onda unidimensional, esta ecuación es: Y= A•sen(w•t - k•x).

Si realizas las tres actividades que se proponen en la siguiente escena podrás entender mejor el significado de esta ecuación.

Ecuación diferencial de ondas

La ecuación de onda es una importante ecuación diferencial en derivadas parciales lineal de segundo orden que describe la propagación de una variedad de ondas, como las ondas sonoras, las ondas de luz y las ondas en el agua. Es importante en varios campos como la acústica, el electromagnetismo y la dinámica de fluidos. Históricamente, el problema de una cuerda vibrante como las que están en los instrumentos musicales fue estudiado por Jean le Rond d'Alembert, Leonhard Euler, Daniel Bernoulli y Joseph-Louis Lagrange.

Rapidez de Propagación de una Onda

Rapidez de propagación de una onda

La rapidez es una de las magnitudes físicas más importantes. Ella da la razón de cambio entre la distancia recorrida y el tiempo. La unidad física de la rapidez en sistema internacional de unidad de M /S . Nos interesa saber con que rapidez se propaga una onda. Si consideramos la definición general de rapidez como:

V = D/ T

Donde D es la distancia y T es el tiempo empleado en recorrer esa distancia. En el caso de una onda, las características especiales y temporales que podríamos conocer son su longitud de onda y su periodo respectivamente. Como el período es el tiempo que separa dos frentes de onda consecutivos, la rapidez de propagación de una onda la podemos determinar de la sgt. Manera:

V = lambda/ T

Donde lambda se mide en metros y T en segundos. Ahora bien, como el período está ligado de manera inversa proporcional con la frecuencia.

V = lambda/ F

Donde la rapidez se mide en M / S, la longitud de onda en M, y la frecuencia en Hertz.

Elementos de una onda

• Cresta: La cresta es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de la onda; es decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo.

• Período(T): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

• Amplitud(A): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.

• Frecuencia(f): Número de veces que es repetida dicha vibración por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.

T = 1/f

• Valle: Es el punto más bajo de una onda.

• Longitud de onda(λ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas.

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

• Elongación(x): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la línea de equilibrio.

• Ciclo: es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.

• Velocidad de propagación (v): es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su período.

Clasificación de las ondas

Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos:

En función del medio en el que se propagan

Tipos de ondas y algunos ejemplos.

• Ondas mecánicas:

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