Alberto Palma Montejo

Jonathan Eduardo Pérez Moreno

José Eduardo Jiménez Evia

José Ignacio López Córdova

Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario #200

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.Las únicas ondas que pueden propagarse en el vacío son las ondas electromagnéticas.

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.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.

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

Características generales o elementos de las ondas

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).Matemáticamente se expresa así: por lo tantofórmula 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 Volvamos a la fórmula para reemplazar en ella f (frecuencia), y nos queda 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.

Existen distintos tipos de ondas, de acuerdo el criterio que se tome, encontramos las siguientes: Según el medio en que se propaganSegún su direcciónSegún su propagaciónSegún su periodicidad

Tipos de onda

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.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.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.

Según el medio en que se propagan

Ondas Longitudinales:Es cuando la vibración de la onda es paralela a la dirección de propagación de la propia onda. Estas ondas se deben a las sucesivas compresiones y enrarecimientos del medio, de este tipo son las ondas sonoras. Un resorte que se comprime y estira también da lugar a una onda longitudinal.El sonido se trasmite en el aire mediante ondas longitudinales.Otro ejemplo de onda longitudinal es aquella que se produce cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, Se origina una perturbación que se propaga en círculos concéntricos que, al cabo del tiempo, se extienden a todas las partes del estanque. Onda sonora:Son ondas longitudinales que viaja en un medio

Según su dirección

Ondas Transversales:Donde la vibración es perpendicular a la dirección de la onda. Las ondas transversales se caracterizan por tener montes y valles. Por ejemplo, las ondas que se forman sobre la superficie del agua al arrojar una piedra o como en el caso de una onda que se propaga  a lo largo de una cuerda tensa a la que se le sacude por uno de sus extremos.

Onda viajera:Donde la protuberancia viaja con una rapidez definida

  Ondas unidimensionales: estas ondas, como su nombre indica, viajan en una única dirección espacial. Es por esto que sus frentes son planos y paralelos.Ondas bidimensionales: estas ondas, en cambio, viajan en dos direcciones cualquieras de una determinada superficie.Ondas tridimensionales: estas ondas viajan en tres direcciones conformando un frente de esférico que emanan de la fuente de perturbación desplazándose en todas las direcciones.

Según su propagación

Ondas no periódicas: estas ondas son causadas por una perturbación de manera aislada o, si las perturbaciones se dan de manera repetida, estas tendrán cualidades diferentes.

Ondas periódicas: son producidas por ciclos repetitivos de perturbaciones.

Según su periodicidad:

El efecto Doppler, llamado así por el físico austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratado (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).En general, se experimenta un efecto Doppler siempre que halla un movimiento relativo entre una fuente de onda y un observador. Cuando se mueve uno hacia el otro, el observador escucha una frecuencia mas alta que la de la fuente en ausencia del movimiento relativo. Cuando la fuente y el observador se aleja uno del otro, el segundo escucha una frecuencia mas baja que la de la fuente.

Efecto Doppler