¿QUE ONDA CON LAS ONDAS?

¿ QUÉ ES UNA ONDA?

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto. El medio elástico se deforma y se recupera vibrando al paso de la onda.

La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta -este es el foco de las ondas- y en esa partícula se inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio que rodea al foco con una velocidad constante en todas las direcciones, siempre que el medio sea isótropo (de iguales características físico- químicas en todas las direcciones). La forma de la onda es la foto de la perturbación propagándose, la instantánea que congela las posiciones de todas las partículas en ese instante.

¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS?

·         Reflexión:  Si una onda incide sobre un cuerpo que obstaculiza su propagación se refleja, esto significa que vuelve al medio en el cual se propaga.
Cierta cantidad de energía que transporta la onda es absorbida por el cuerpo sobre el cual incide, y otra parte de energía vuelve como una onda de igual frecuencia y velocidad.

·         Refracción:  La refracción se produce cuando una onda llega a una superficie que separa dos medios de propagación distintos. Una determinada cantidad de energía se transfiere al mismo medio, pero otra parte se propaga en el otro medio, se dice que la onda se refracta.

·         Difracción  :La difracción se produce cuando una onda llega a una ranura o un obstáculo de tamaño comparable con su longitud de onda. La onda se desvía como si el obstáculo emitiese una onda esférica.

·         Interferencia :Puede ocurrir que existan varias fuentes emisoras en un mismo lugar, por lo cual se produce una superposición de ondas. Si por ejemplo, consideramos dos ondas que avanzan por una soga en sentidos opuestos puede ocurrir que:

a)    Las dos ondas se encuentran en un punto en el cual coinciden sus máximas amplitudes, por lo tanto se dice que están en fase. La amplitud de la onda resultante es la suma de las amplitudes de cada onda.

b)    Las dos ondas llegan a un mismo punto pero la máxima amplitud de una onda hacia arriba coincide con la otra amplitud, pero hacia abajo. En este caso sus efectos se restan y no se produce oscilación en ese punto en el caso que ambas ondas tengan la misma amplitud.

c)    Si las ondas llegan a un mismo punto pero no están en concordancia de fase ni en contrafase, sus efectos también se suman.

d)    Si las ondas llegan al mismo punto manteniendo igual diferencia de fase, siempre en concordancia o en contratase, independientemente del tiempo, se dice que son ondas coherentes

¿ EN QUÉ CONSISTE EL MOVIMIENTO VIBRATORIO Y SU RELCION CON EL MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE ?

·        Movimientos oscilatorios o vibratorios

la posición del móvil recorre siempre la misma trayectoria y pasa

Alternativamente por posiciones extremas alrededor de una posición de equilibrio estable, por acción de una fuerza

Central variable, llamada fuerza restauradora o recuperadora porque siempre tiende a devolver al móvil a la

citada posición de equilibrio estable. Si las oscilaciones son libres (no actúan simultáneamente fuerzas disipativas

o de rozamiento), el movimiento oscilatorio se mantendrá indefinidamente (situación ideal); si las oscilaciones son

amortiguadas (actúan al mismo tiempo fuerzas disipativas o de fricción), el móvil acabará retornando al reposo en

su posición de equilibrio estable.

·         Los movimientos vibratorios de partículas materiales están muy presentes en nuestro entorno (la carrocería

de un coche al pasar por una carretera con baches, la lenteja del péndulo de un reloj de pared, las copas de los

árboles y los puentes colgantes cuando les azota el viento, los latidos del corazón, nuestras cuerdas vocales al

hablar, ...) y en el mundo atómico (las vibraciones de los átomos dentro de una molécula o dentro de una red

cristalina), de aquí la importancia de su estudio y descripción.}

·         MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

El movimiento vibratorio armónico simple (MAS) es un caso particular dentro de los movimientos

periódicos vibratorios.

Decimos que una partícula describe un MAS cuando recorre indefinidamente, en un movimiento de

vaivén, un segmento de recta, por la acción de una fuerza restauradora directamente proporcional a la

distancia que separa la partícula de la posición de equilibrio estable y siempre dirigida hacia dicha posición

central.

¿TIPOS DE ONDAS?

Según el medio en que se propagan

1) Ondas electromagnéticas: estas ondas no necesitan de un medio para propagarse en el espacio, lo que les permite hacerlo en el vacío a velocidad constante, ya que son producto de oscilaciones de un campo eléctrico que se relaciona con uno magnético asociado.

2) Ondas mecánicas: a diferencia de las anteriores, necesitan un medio material,ya sea elástico o deformable para poder viajar. Este puede ser sólido, líquido o gaseoso y es perturbado de forma temporal aunque no se transporta a otro lugar.

3) Ondas gravitacionales: estas ondas son perturbaciones que afectan la geometría espacio-temporal que viaja a través del vacío. Su velocidad es equivalente a la de la luz.

4) Las ondas tranversales tienen crestas y valles y las longitudinales tienen compresiones y dilataciones. En los dos tipos de ondas una partícula siempre se separa armónicamente de la posición de equilibrio.

Si una onda interfiere con otra en determinados puntos puede ocurrir que se anule la vibración formándose un nodo (mira el dibujo animado del inicio de la página que representa la onda estacionaria en una cuerda).

5) Las ondas longitudinales (como las del sonido) se propagan en medios con resistencia a la compresión (gases, líquidos y sólidos) y las transversales necesitan medios con resistencia a la flexión, como la superficie de un líquido, y en general medios rígidos. Los gases y los líquidos no transmiten las ondas transversales.

Longitud de onda, frecuencia y periodo

Se define la longitud de onda, l, como la distancia que recorre el pulso mientras un punto realiza una oscilación completa. El tiempo que tarda en realizar una oscilación se llama periodo ( T ) y la frecuencia ( n ) es el número de oscilaciones (vibraciones) que efectúa cualquier punto de la onda en un segundo.

6) Las ondas viajeras a lo largo de una cuerda son ondas unidimensionales y, como todas las ondas, realizan una transmisión de energía y cantidad de movimiento sin transporte de materia.

Cuando dos ondas se cruzan se producen los fenómenos de interferencia que afectan a las partículas que están en el cruce pero no a las ondas, de manera que cada una sigue su camino sin alterar ninguna de sus características ni el valor de la energía transportada.