3.1.1Tipos de ondas: caracteristicas

TIPOS DE ONDAS

• Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.

• Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.

• Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

• ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

• Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

• Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

• ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

• ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

• Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

• Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. Existe varios tipos de ondas.

• Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio.

• Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.

• Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría
misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

• Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio.

Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales.

• Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

• Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

• Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

• Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos

• Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

Una honda en movimiento es una perturbación que se desplaza o propaga de un punto a otro. Las ondas mecánicas son ondas que se propagan por un material, como ocurre por ejemplo al golpear un extremo de unavarilla de metal con un martillo. Una perturbación inicial, que se produce en un punto de aplicación de una

fuerza a las partes del material adyacentes. Entonces actúa una fuerza elástica para devolver el material a su posición de equilibrio. Al hacerlo, comprime las partículas adyacentes de tal mantera que la perturbación se aleja del foco. Las partículas se exceden en el intento de volver a sus posiciones originales, así que en un punto

determinado una compresión viene seguida de una rarefacción. El paso de onda se percibe en las variaciones de presión alrededor del punto de equilibrio o por la velocidad de las oscilaciones. Este paso se describe como

oscilatorio o periódico.



Hay dos tipos principales de oscilación periódica: la transversal y la longitudinal. En las ondas transversales las vibraciones son perpendiculares a la dirección del desplazamiento en las ondas longitudinales son paralelas al desplazamiento.

Las ondas sonoras son compresiones y rarefacciones alternas de cualquier material que actúe como medio para el desplazamiento y son longitudinales. Las ondas de agua se producen por el viento o alguna perturbación de otro tipo. Las partículas se mueven en círculos verticales, de manera que se producen desplazamientos tanto transversales como longitudinales. De este movimiento surge el conocido perfil de las ondas, con sus estrechas cimas y sus amplios valles. En los movimientos ondulatorios se produce una transferencia de energía, que en el caso de las ondas sonoras y las ondas de agua es mecánica. Sin embargo, el paso de una onda por un medio también supone una perdida de energía. La amplitud disminuye y se habla de un amortiguamiento de la onda. Hay dos procesos diferentes, la dispersión y la absorción. En muchos casos no hay absorción o hay poca, por ejemplo, la radiación electromagnética del sol se traslada por el espacio sin que se produzca ninguna absorción, pero plantes mas alejados que la tierra reciben menos radiaciones porque se tiene que irradiar por mas espacio

y por lo tanto la intensidad (la relación de potencia y espacio) disminuye según una ley de cuadrados inversos. Lo mismo ocurre con el sonido en la atmósfera. Sin embargo, en algunos casos se absorbe energía en un medio, como por ejemplo cuando la luz entra y expone una partícula fotográfica o cuando rayos X entran en el tejido humano. En la radiación homogénea, la absorción es exponencial, por ejemplo, si la mitad de la radiación traspasa 1 mm de absorbente, un cuarto pasaría por 2 mm y un octavo por 3 mm. El periodo o ciclo (T) de una onda es el tiempo que tarda en tener lugar una vibración completa. La frecuencia (f) del movimiento ondulatorio se define como el número de oscilaciones completas o ciclos por segundo (f=1/T). La unidad de frecuencia es el hertzio (hz.), que toma el nombre del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz, 1 Hertz = ciclo por segundo.

La amplitud es el desplazamiento máximo desde la posición de equilibrio. La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o senos consecutivos de la onda. La velocidad de propagación (V) de las compresiones o la velocidad de fase de la onda es igual al producto de la frecuencia por la longitud de onda: v = f.λ.

Las ondas que se originan en un foco puntual se propagan hacia fuera, en todas las direcciones, formando frentes de onda que serán circulares o esféricos al propagarse por un medio homogéneo. Cuando la distancia entre el frente de onda y el foco es grande, se puede considerar con un frente de onda plano.

Tipos de ondas: ondas transversales y ondas longitudinales

En función del tipo de soporte que requieren para su propagación las ondas se clasifican en mecánicas y electromagnéticas. Las mecánicas requieren un medio elástico para propagarse y las electromagnéticas no, se pueden propagar en el vacío.

Si las clasificamos en función de como vibran respecto a la dirección de propagación tenemos las ondas transversales y las longitudinales.



Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendicularmente a la dirección de propagación las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales.


Aceptaremos que la forma de los pulsos no varía durante la propagación, lo cual sólo es sólo cierto para las ondas electromagnéticas propagándose en el vacío. Las demás ondas se atenúan.

Vamos a referirnos únicamente a ondas cuyos pulsos pueden ser descritos por las funciones matemáticas seno y coseno. Lamamos a estas ondas ondas armónicas. Las partículas del medio en que se propaga una ondas transversal (en este caso las de la cuerda) vibran perpendicularmente a la posición inicial de la cuerda, separándose de la posición inicial, subiendo y bajando con un movimiento vibratorio armónico simple.

La separación de la posición de equilibrio responde a la fórmula y(t )=A· sen (w t), donde A es la amplitud o separación máxima. La velocidad de vibración de las partículas es variable ( v=A ·w·cos wt ), perpendicular a la dirección de propagación y diferente de la velocidad de propagación del pulso (V) que es constante.

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).

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.

Clases de ondas
Ondas Mecánicas: Estas son las ondas que nesecitan un medio material para transportarse, como el agua, el aire, el resorte o la cuerda. Hay tres tipos de ondas Mecánicas:

Ondas Transversales: Estas ondas hace que las partículas del medio oscilen perpendicularmente a la dirección de la propagación de la onda. La onda se mueve a lo largo del resorte hacia la derecha, pero el resorte mismo se desplaza hacia arriba y hacia abajo formando ángulos rectos respecto al movimiento de la onda. Las ondas en un piano y en las cuerdas de una guitarra son ejemplos representativos de ondas transversales.

Ondas Longitudinales: Estas Ondas hacen que las partículas del medio se muevan paralelamente a la dirección de propagación de la onda. El desplazamiento del resorte están en la mismo dirección del movimiento de la onda. Un ejemplo de este tipo de ondas es el sonido y la forma en que transmitir algunos fluidos, los gases y los plasmas.

Ondas Superficiales: Estas ondas son una mezcla de ondas longitudinales y transversales. es decir cuando las ondas profundas en un lago o en el océano son longitudinales, pero en la superficie del agua las partículas se mueven tanto paralela como perpendicularmente a la dirección de la onda.

Ondas Electromagnéticas: Estas ondas no nesecitan un medio para su movimiento, y viajan a través del espacio con la velocidad de la luz, 299,792,458m/s. Sus características no pueden ser observadas directamente por lo que se estudian las ondas mecánicas, como un modelo para estudiar el comportamiento de las ondas electromagnéticas[/color]

TIPOS DE ONDA

• Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.

• Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.

• Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

• ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

• Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

• Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

• ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

• ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

• Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

• Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

GONZALEZ LANDEROS SABAS DE JESUS =)