En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto.

Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse.

 

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 ).

Todas las partículas del medio son alcanzadas con un cierto retraso respecto a la primera y se ponen a vibrar: recuerda la ola de los espectadores en un estadio de fútbol.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.

Curiosamente, la representación de las distancias de separación de la posición de equilibrio de las partículas al vibrar frente al tiempo dan una función matemática seno que, una vez representada en el papel, tiene forma de onda.

Podemos predecir la posición que ocuparán dichas partículas más tarde, aplicando esta función matemática.

 

El movimiento de cada partícula respecto a la posición de equilibrio en que estaba antes de llegarle la perturbación es un movimiento vibratorio armónico simple.Una onda transporta energía y cantidad de movimiento pero no transporta materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.

 

Veamos un ejemplo: la onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga al golpear su punta. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.Las partículas perturbadas por la onda sufren unas fuerzas variables en dirección e intensidad que les producen una aceleración variable y un M.A.S. 

 

 

 

 

CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS 

 

odas las ondas de la naturaleza disponen de una serie de características o parámetros propios, el conocimiento de dichos parámetros nos permitirá conocer y predecir el comportamiento de la onda:

• Amplitud (A) - Representa la distancia existente entre el punto más alto conocido como cresta y el eje horizontal de la onda, la amplitud está directamente ligado con la intensidad, de tal forma que a mayor amplitud de una onda sonora mayor será la intensidad o los decibelios, a mayor amplitud de una onda sísmica mayor será la energía transportada.

 

 

 

 

 

 

 

• Longitud de onda (λ) - Representa la distancia entre 2 crestas o valles de una onda, dicho parámetro está inversamente ligado con la energía que transporta la onda, a menor longitud mayor energía y a mayor longitud menor es la energía asociada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Frecuencia (F) - Representa el número de oscilaciones que ha realizado la onda en un periodo establecido de tiempo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Periodo (T) - Representa al tiempo necesario para que una onda complete una oscilación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Velocidad de propagación - Es la distancia que recorre la onda por unidad de tiempo y su valor depende de las propiedades del medio a que atraviesa como densidad, temperatura, presión...

Por último la función de onda es la representación matemática por medio de la cual podemos calcular y conocer todas las propiedades y características de las ondas así como las posiciones y movimientos de cada una de las partículas del medio en instantes específicos durante la propagación.

El estudio de todos estos parámetros nos ha permitido conocer y profundizar sobre este fenómeno físico permitiendo el desarrollo de las telecomunicaciones inalámbricas como la telefonía móvil, la radio, la televisión o el GPS, por otro lado utilizamos las ondas como la base fundamental para la creación de diversos instrumentos como el sónar que ayudan a los barcos a navegar sin peligro, máquinas de ultrasonidos utilizados para la realización de ecografías en el área médica o en detectores de velocidad utilizados en los radares.

 

 

 

 

 

 

 

 

TIPOS DE  ONDAS

    - Según su medio 

 

• Electromagnéticas - Son aquellas que se propagan a través del vacio, por ejemplo la luz, las ondas de radio, microondas o los infrarrojos son ejemplos de ondas electromagnéticas

• Mecánicas - Son aquellas que necesitan de un medio solido, líquido o gaseoso para poder propagarse, por ejemplo el sonido se propaga a través del aire, las ondas sísmicas se propagan a través de la corteza terrestre y las olas se propagan a través del agua del mar.

• Gravitacionales - Este tipo de ondas no se desplazan por ningún medio dado a que son el resultado de la deformación espacio-tiempo según la teoría relativista de Einstein.

 

 

 

 

 

 

 

    - Según su dirección 

 

• Transversales - Son aquellas que se propagan en dirección vertical o perpendicularmente a la perturbación inicial.

• Longitudinales - Son aquellas que se propagan en dirección horizontal o paralelamente a la perturbación inicial.

 

 

 

 

 

 

 

    - Según su plano de vibración 

 

• Unidimensionales - Son aquellas que se propagan en una sola dimensión del espacio, por ejemplo la onda resultante al estirar de una cuerda.

• Bidimensionales - Son aquellas que se propagan en 2 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas que se producen al dejar caer una gota sobre un vaso de agua.

• Tridimensionales - Son aquellas que se propagan en las 3 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas sonoras de un relámpago.

                         

 

 

                              FORMULAS 

 

 

 

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).

Matemáticamente se expresa así:

 

 

 

 

 

fórmula que nos indica que la longitud de onda λ y la frecuencia f son dos magnitudes inversamente proporcionales, es decir que cuanto mayor es una tanto menor es la otra.

 

 

 

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).

La frecuencia (f) se relaciona con el periodo según la fórmula

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lo cual nos indica que también podemos calcular la velocidad si conocemos la longitud  (λ) y el periodo (en segundos) de una onda.

Como vemos, podemos relacionar estas magnitudes  y conociendo los valores de algunas de ellas podemos determinar los valores de las otras, usando las fórmulas indicadas.