El movimiento
ondulatorio es el que se produce en una superficie liquida o en
las partículas de un medio elástico al paso de las
ondas. Las ondas
mecánicas se originan cuando una parte de cierto medio
elástico se desplaza de su posición.
Es importante este tema de las ondas, porque veremos que
conceptos de la mecánica ondulatoria están
íntimamente ligados a la física
cuántica. Un autor señala que usar a las ondas
ordinarias en formas o maneras inusuales es el secreto de la
teoría
cuántica. Todas las ondas, no importa cuales sean,
están construidas con un mismo plan y toman sus
órdenes del mismo libro, de
allí que las ondas cuánticas seguirán las
mismas reglas que las ondas en general.
La mayoría de las personas ha tenido experiencia
con las ondas, por ejemplo al lanzar una piedra en un pozo de
agua se forman
ondas; si ponemos un corcho veremos que el mismo se mueve hacia
arriba y hacia abajo pero que no se traslada en la dirección que vemos se trasladan las ondas,
como círculos que se abren desde el centro donde
cayó la piedra. Estas ondas acuáticas constituyen
un ejemplo de una amplia variedad de fenómenos
físicos que presentan características
análogas a las ondas.
El mundo está lleno de ondas: ondas sonoras,
mecánicas, tales como la onda que se propaga en una cuerda
de una guitarra, ondas sísmicas que pueden transformarse
en terremotos,
ondas de choque que se producen cuando por ejemplo un
avión supera la velocidad del
sonido, y
otras ondas más particulares porque no son tan
fácilmente captadas con los sentidos o no
es tan sencillo interpretar su origen; son las ondas
electromagnéticas. Entre estas están la luz visible, las
ondas de radio, las
señales
de TV, los rayos X; muchas
de las cuales permiten el funcionamiento de algunos aparatos
conocidos por todos: el control de
canales de tv, los teléfonos móviles, televisión
por cable, etc.
El concepto de onda
es abstracto. Las ondas que viajan en un medio material se
denominan ondas mecánicas. Cuando se observa lo que
denominamos una onda en el agua, lo
que en realidad se contempla es una nueva disposición de
la superficie del agua; sin la presencia del agua no
existiría las ondas.
Si fijamos el extremo de una cuerda y movemos el otro
extremo hacia arriba y hacia abajo, vemos como a lo largo de la
cuerda se mueve una onda. Si no existiera la cuerda no
existiría la onda. Las ondas sonoras viajan por el
aire como un
resultado de las variaciones de presión en
el aire de punto a punto. En todos los casos, lo que se puede
decir que una onda corresponde a la perturbación de un
cuerpo o un medio.
Una onda mecánica lo es el sonido. Cuando una fuente
produce un sonido, éste se propaga gracias al medio
material. El tipo de onda al que pertenece el sonido es el
transversal, ya que las partículas del medio alcanzadas
por el sonido se mueven en forma vertical; la oscilación
de la partícula nos permite afirmar que el movimiento es
periódico.
¿QUÉ ES UNA ONDA?
Es una perturbación que sin ser en si mismo algo
material viaja de un sitio a otro transportando
energía.
La elasticidad de la
materia
provoca la transmisión de la perturbación entre las
capas, con lo que la forma de la onda se propaga a través
del medio.
En un movimiento ondulatorio se transmite energía
de una partícula a otra pero no materia, y dicha
transmisión esta condicionada por la capacidad del medio
para propagar las ondas.
REPRESENTACIÓN GRAFICA DE
UNA ONDA
ELEMENTOS DE UNA ONDA
Son los siguientes: la
cresta, el valle, la longitud de onda y la amplitud.
LA CRESTA (C)
Es el punto que ocupa la posición más alta
en una onda.
VALLE (V)
Es el punto más bajo de la onda.
ELONGACIÓN
Es la distancia comprendida entre la posición de
equilibrio de
un punto en oscilación y la posición donde se
encuentra un objeto en un instante determinado.
LA AMPLITUD
Cuando se mantiene tensa una cuerda que está
sujeta por el otro extremo, esta cuerda está en
equilibrio. Si se le comunica un impulso hacia arriba, se produce
una onda, porque se origina una separación en la parte que
está más próxima a sus manos. La
preparación entre su posición de equilibrio y su
máxima altura es la amplitud (A).
LA LONGITUD
La distancia entre dos crestas consecutivas de una misma
onda entre dos valles consecutivos; generalmente, la longitud de
onda se considera como la distancia entre dos puntos que
están en el mismo estado de
vibración.
ONDA COMPLETA
Es cuando todo el punto de oscilación ha tomado
todo los valores
positivos y negativos.
EL PERÍODO
Cuando producimos ondas en sucesivos impulsos hacia
arriba y hacia abajo, las ondas formadas viajan. El tiempo que se
toma una onda en pasar por un punto del medio material perturbado
es lo que constituye el período. Se designa por
P.
LA FRECUENCIA
Si por el contrario controlamos el número de
ondas que pasan por un punto la unidad de tiempo, entonces nos
referimos a la frecuencia. Se designa por F.
CLASIFICACIÓN DE LAS
ONDAS:
ONDAS MECÁNICAS
Consiste en la propagación de una
vibración o perturbación a través de un
medio material elástico (sólido, liquido, gaseoso
trasportando energía si que exista desplazamiento del
medio material junto con la perturbación. las ondas
mecánicas requieren un medio natural o elástico que
vibre; por ejemplo, las ondas en el agua y en la
cuerda.
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
Las ondas electromagnéticas ocurren como
consecuencia de dos efectos:
Un campo
magnético variable genera un campo
eléctrico.
Un campo eléctrico variable produce un campo
magnético.
Las fuentes de
radiación
electromagnética son cargas eléctricas aceleradas,
es decir, que cambian con el tiempo su velocidad de movimiento.
Las ondas radiadas consisten en campos eléctricos y
magnéticos oscilatorios que están en ángulo
recto (perpendiculares) entre sí y también son
perpendiculares (ángulo recto) a la dirección de
propagación de la onda; esto significa que las ondas
electromagnéticas son por naturaleza
transversales.
Vemos entonces que en todos los casos un campo es algo
que existe por definición para explicar la fuerza que
actúa sobre una partícula de referencia cuando
está situada en un punto del espacio. En todos los casos
la intensidad del campo disminuye a medida que aumenta la
distancia entre la partícula de referencia y la fuente que
origina el campo. James Clerk Maxwell demostró que las
amplitudes de los campos eléctricos y magnéticos de
una onda electromagnética están
relacionadas.
Las ondas electromagnéticas cubren un amplio
espectro de frecuencias.
Dado que todas las ondas electromagnéticas tienen
igual velocidad c (velocidad de la luz) que es una constante, la
relación c= f* l define todo el
espectro posible, abarcando desde las ondas de radio de baja
frecuencia y gran longitud de onda, las cuales son ondas
electromagnéticas producidas por cargas que oscilan en una
antena transmisora, las ondas de luz con frecuencias mayores
(cada color de la luz
blanca corresponde a una longitud de onda determinada) se
producen cuando determinados electrones oscilan dentro de los
sistemas
atómicos.
Las ondas electromagnéticas fuera del campo
visible como las ultravioletas, los rayos x, los rayos
g , rayos cósmicos, que son
vibraciones de otros electrones, o desaceleraciones de los
mismos.
ONDAS TRANSVERSALES
La perturbación del medio se lleva a cabo en
dirección perpendicular a la de propagación. En las
ondas producidas en la superficie del agua las partículas
vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento
ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede
en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la
perturbación avanza según la dirección de la
línea horizontal. Ambas son ondas
transversales.
ONDAS LONGITUDINALES
Las ondas longitudinales las podemos observar con mayor
y mejor
facilidad en un resorte, pues cuando éste se
deforma y es liberado, se produce una vibración y las
partículas del medio se mueven en la misma
dirección de propagación (resorte). En este caso
dan lugar al sonido.
¿QUE ES UNA ONDA
SONORA?
Las ondas sonoras son esféricas pues se propagan
en todas las direcciones según todos los radios de una
esfera en cuyo centro se encuentra la fuente que vibra. Estas no
solo se propagan en el aire si no también en todos los
medios
materiales
(sólido, liquido y gaseoso).
REPRESENTACIÓN GRAFICA DE
UNA ONDA SONORA
¿QUE ES
SONIDO?
el termino sonido define solamente las oscilaciones que
pueden dar lugar a una sensación auditiva en el oído
humano y por lo tanto puede considerarse constituido por los
movimientos ondulatorios que se propagan con unos valores de
frecuencia que oscilan entre los 16 y los 20.000 Hz, intervalos
de frecuencia que constituyen la denominada banda acústica
física la voz. No obstante, en el campo de la
acústica física la voz sonido que se extiende a
cualquier movimiento ondulatorio, independientemente de la
magnitud de la frecuencia. Los sonidos audibles presentan
frecuencia cuyos valores están comprendidos en el citado
intervalo mientras los sonidos no audibles se diferencian en
infrasonidos con frecuencias inferiores a los 16 Hz y
ultrasonidos, cuyo limite se sitúa en los 20.000
Hz.
Los sonidos como cualquier otro tipo de onda, puede
reflejarse, refractarse y difractarse. Estos términos han
podido ser observados directamente mediante la utilización
de la técnica llamada de fotografía
relámpago: una onda dirigida sobre una interfase frente a
una placa fotográfica se ilumina durante un mínimo
intervalo de tiempo por medio de una descarga eléctrica.
El casi inapreciable incremento de la densidad en una
onda de condensación induce a la refracción de la
onda, lo que da lugar a la formación de una sombra que
queda registrada en la placa fotográfica.
FRECUENCIA
Es el numero de de vibraciones que un cuerpo oscilante
lleva a cabo en un segundo y es la inversa del periodo definido
como el tiempo empleado por un cuerpo para completar una
vibración. La relación entre ambas magnitudes
es:
¿QUE ES UN HERTZS?
Es La unidad de frecuencia en los tres sistemas es mas
el segundoˉ¹. Llamado hertzio (Hz), que corresponde a
la frecuencia de una vibración por segundo.
¿QUÉ ES SONIDO
DÉBIL?
Es cuando la amplitud de la onda es
pequeña.
¿QUÉ ES SONIDO
FUERTE?
Es cuando la amplitud de la onda es mayor.
¿A QUE SE LLAMA INTENSIDAD DEL
SONIDO?
Es la cualidad sonora que permite diferenciar los
sonidos fuertes de los débiles. Se define como la
energía media que atraviesa la unidad de superficie
dispuesta perpendicularmente a la dirección de
propagación de la perturbación, en la unidad de
tiempo.
¿QUÉ ES ONDA DE
CHOQUE?
Las ondas de choque se producen cuando un objeto se
mueve en un medio a la misma velocidad o más
rápidamente de lo que lo hacen las ondas que él
mismo produce en ese medio. Por ejemplo, se produce una onda de
choque si un barco viaja más rápidamente que la
estela que deja marcada en el agua; o si un avión supera
la barrera del sonido.
Las ondas generadas por el movimiento del objeto en
estas condiciones, nunca se propagan delante de él, sino
que lo hacen hacia atrás ya que el objeto se mueve igual o
más rápido que ellas. En el caso de velocidades
superiores, se forma la típica estela en forma de "V" tras
los barcos, la cual, en el caso de un avión, es un cono
formado tras él, ya que en este caso el movimiento se
transfiere en todas las direcciones.
Las ondas de choque transportan energía y pueden
resultar destructivas. Sin embargo, una onda de choque decae
rápidamente con la distancia, cambiando gradualmente a una
onda sonora. Aún así, la intensidad de la onda
sonora en la que acaba degenerando la onda de choque, puede
resultar perjudicial para la salud de animales y
personas (nivel de ruido
dañino).
¿A QUE SE LLAMA
EXPLOSIÓN SÓNICA?
Potente estallido que producen los aviones
rápidos cuando alcanzan la velocidad del sonido, consiste
en la propagación de vibraciones sonoras muy
enérgicas, concentradas en un estrecho haz que, si se
encuentra orientado hacia algún edificio, puede provocar
la ruptura de los cristales de las ventanas y
escaparates.
Cuando un avión viaja a una velocidad mayor que
la del sonido, las ondas de sonido emitidas por el avión
no pueden precederlo y entonces se acumulan como un cono
detrás del avión este cono es como una especie de
nube que representa la explosión que allí
ocurre.
¿A QUE SE LLAMA RAPIDEZ SÓNICA O
SUPERSÓNICA?
Es aquella que se reproduce a una velocidad mayor que la
del sonido.
¿QUÉ ES CONTAMINACIÓN
SÓNICA?
Se puede decir que el ruido o contaminación sónica, es un sonido
indeseable de cualquier intensidad, que interacciona e interfiere
con el ser humano y que siempre produce sensación molesta
y desagradable.
¿A QUE SE LLAMA
DIAPASÓN?
El diapasón consiste en una pieza metálica
doblada en forma de "U". Lleva un mango y se coloca sobre una
caja de madera (caja
de resonancia) que tiene por objeto reforzar el sonido
producido.
Si se golpea una de sus ramas, el diapasón emite
un sonido característico que se mantiene durante varios
segundos.
SONIDO ALTO O AGUDO
Son aquellos cuyo número de vibraciones es mucho
menor. Basados en los estudios e investigaciones
de los antiguos griegos, el filósofo y teólogo
Gioseffe Zarlino (1517-1590) en sus obras Institutioni armoniche
y Dimostrationi armoniche y Vincenzo Galilei (1520-1591), padre
del astrónomo Galileo Galilei y
alumno de Zarlino, comprobaron que un número concreto de
vibraciones por segundo (Frecuencia) da un sonido determinado; y
que a medida que se aumentan las vibraciones por segundo, es
decir la frecuencia, el sonido es más alto o
agudo
SONIDO BAJO O GRAVE
En el sonido grave, la frecuencia está
comprendida entre 20 y 500 hercios.
Fijar una frecuencia exacta y absoluta para delimitar la
región de sonidos graves y menos graves no es posible.
Sí puede afirmarse que un sonido es más grave que
otro; pero no que es grave en sí mismo.
A QUE SE LLAMA DECIBEL
Los decibeles son utilizados
para medición de vibraciones y en la
medición acústica. Un tipo conveniente de escala
logarítmica es la escala decibel o escala dB. Es una
escala de proporción, que relacione el nivel medido de
amplitud a un nivel de referencia.
Se define el decibel (dB) por la expresión
siguiente:
Donde: LdB = el nivel de la señal en
dB
L1= el nivel de Vibración, en aceleración,
Velocidad, o Desplazamiento.
Lref = el nivel de referencia, equivalente a 0
dB
El concepto del decibel fue introducido por los
laboratorios Bell Telephone antes de 1930. Se usó por
primera vez, para medir la perdida de fuerza relativa, y la
proporción señal/ruido en líneas
telefónicas. Rápidamente se adoptó en
servicio como
una medida del nivel de presión acústica del
sonido.
El nivel de velocidad de vibración en dB
abreviado VdB está definido como:
o
TONO
Es la cualidad del sonido mediante la cual el
oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo,
por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud
física que está asociada al tono es la
frecuencia.
Los sonidos percibidos como graves corresponden a
frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a
frecuencias altas. Así el sonido más grave de una
guitarra corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más
agudo a 698,5 hertzs.
Junto con la frecuencia, en la percepción
sonora del tono intervienen otros factores de carácter psicológico. Así
sucede por lo general que al elevar la intensidad se eleva el
tono percibido para frecuencias altas y se baja para las
frecuencias bajas. Entre frecuencias comprendidas entre 1 000 y 3
000 Hz el tono es relativamente independiente de la
intensidad.
TIMBRE
Es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos
procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual
tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible
reconocer a una persona por su
voz, que resulta característica de cada individuo.
El timbre está relacionado con la complejidad de
las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las
ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los
diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una
sola frecuencia y representados por una onda
armónica.
Los instrumentos
musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más
rico que resulta de vibraciones complejas. Cada vibración
compleja puede considerarse compuesta por una serie de
vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una
amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara
separadamente, daría lugar a un sonido puro.
Esta mezcla de tonos parciales es característica
de cada instrumento y define su timbre. Debido a la
analogía existente entre el mundo de la luz y el del
sonido, al timbre se le denomina también color del
tono.
ONDAS SONORAS
INFRASÓNICAS
Podemos definir los infrasonidos como las vibraciones de
presión cuya frecuencia es inferior a la que el
oído humano puede percibir; es decir entre 0 y 20 Hz.
Pero, debido a que la mayoría de los aparatos
electroacústicos utilizan una frecuencia entre 20 y 30 Hz,
consideraremos también como infrasonidos a toda
vibración con una frecuencia por debajo de los 30
Hz.
Dentro de la teoría de los infrasonidos abarcamos
las vibraciones de los líquidos y las de los gases pero no
la de los sólidos. Éstas últimas, gracias a
sus aplicaciones y su problemática, se han convertido en
una ciencia aparte
llamada vibraciones mecánicas.
ONDAS SONORAS
ULTRASÓNICAS
Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras cuya
frecuencia es superior al margen de audición humano, es
decir, 20 Khz. aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la
práctica pueden llegar, incluso, a los gigahertzios. En
cuanto a las longitudes de onda, éstas son del orden de
centímetros para frecuencias bajas y del orden de micras
para altas frecuencias.
Los ultrasonidos u ondas sonoras ultrasónicas se
producen por el efecto de una tensión eléctrica
alterna aplicada sobre placas de cuarzo, debido a que los
ultrasonidos transportan energías muy grandes. Se aplican
en las industrias, en la
fabricación de emulsiones con líquidos no miscibles
(aceite y agua,
mercurio y agua); se utilizan en la limpieza de ropa,
esterilización de algunas sustancias, debido a que matan
microorganismos. Los murciélagos utilizan los ultrasonidos
para orientarse n sus vuelos nocturnos y no chocar con los
objetos.
Los ultrasonidos se aplican también para detectar
objetos que se encuentran en las profundidades del mar, y
también elimina el humo que sale por la chimenea de las
fábricas. Esto se debe a que cuando su ultrasónico
pasa a través del humo, sus partículas se agrupan y
caen al suelo.
REFLEXIÓN
La reflexión es el fenómeno físico
que explica la incidencia de las ondas contra un material y su
curso posterior cuando el material sobre el cual
incide
no absorbe la onda.
La ley de
reflexión asegura que el ángulo de incidencia y el
de reflexión es el mismo
¿QUE ES
ECO?
Un eco es una onda sonora reflejada, cuyo intervalo
entre la emisión y la repetición del sonido,
corresponde al tiempo que tardan las ondas en llegar al
obstáculo y volver. Normalmente, el eco es más
débil que el sonido original porque no todas las ondas se
reflejan, algunas de ellas se pierden, y por lo tanto pierden
energía.
Generalmente, los ecos escuchados en las montañas
se producen cuando las ondas sonoras rebotan en grandes
superficies alejadas más de 30 m de la fuente. Dando
golpecitos en un tubo metálico pegado al oído
también pueden escucharse ecos.
¿QUE ES
REVERBERACIÓN?
La reverberación es la suma total de las
reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en
diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por
una prolongación, a modo de "cola sonora", que se
añade al sonido original. La duración y la
coloración tímbrica de esta cola dependen
de:
La distancia entre el oyente y la fuente sonora;
la naturaleza de las superficies que reflejan el
sonido.
En situaciones naturales hablamos de sonido directo para
referirnos al sonido que se transmite directamente desde la
fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de
captación que tengamos). Por otra parte, el sonido
reflejado es el que percibimos después de que haya
rebotado en las superficies que delimitan el recinto
acústico, o en los objetos que se encuentren en su
trayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado
siempre será más larga que la del sonido directo,
de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido seco,
y unos instantes más tarde escucharemos las primeras
reflexiones (early reflections); a medida que transcurre el
tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor
intensidad, hasta que desparecen. Nuestra sensación, no
obstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya que el
cerebro los
integra en un único precepto, siempre que las reflexiones
lleguen con una separación menor de unos 50 milisegundos.
Esto es lo que se denomina efecto Haas o efecto de
precedencia.
¿QUÉ ES
RESONANCIA?
Es el fenómeno que se produce cuando los cuerpos
vibran con la misma frecuencia, uno de los cuales se puso a
vibrar al recibir las frecuencias del otro.
Para entender el fenómeno de la resonancia existe
un ejemplo muy sencillo, Supóngase que se tiene un tubo
con agua y muy cerca de él (sin éstos en contacto)
tenemos un diapasón, si golpeamos el diapasón con
un metal, mientras echan agua en el tubo, cuando el agua alcance
determinada altura el sonido será mas fuerte; esto se debe
a que la columna de agua contenida en el tubo se pone a vibrar
con la misma frecuencia que la que tiene el diapasón, lo
que evidencia por qué las frecuencias se refuerzan y en
consecuencia aumenta la intensidad del sonido.
DIFRACCIÓN
El término difracción viene del
latín diffractus que significa quebrado. La
etimología alude al fenómeno por el que una onda
puede contornear un obstáculo en su propagación,
alejándose del comportamiento
de rayos rectilíneos. La evolución de una onda sigue las leyes impuestas
por la ecuación de D'Alembert que determina los
fenómenos de difracción. Para el caso de ondas
monocromáticas (cualquier onda puede considerarse una
superposición de ondas monocromáticas), dicha
ecuación se convierte en la ecuación de Helmholtz,
de la que partiremos para abordar el proceso de
cálculo
de la amplitud de un campo ondulatorio que en su
propagación se encuentra con uno o varios
obstáculos.
REFRACCIÓN
La refracción es el fenómeno físico
que explica la incidencia de las ondas contra un material y su
curso posterior cuando el material sobre el cual incide absorbe
la onda.
La ley de refracción asegura que el ángulo
de incidencia y el de refracción están relacionados
de la siguiente forma
Sen i = senl
En el mundo se pueden observar las grandes
manifestaciones del sonido en el medio físico así
como también en la vida diaria.
Algunas de las aplicaciones del sonido las encontramos
en los instrumentos musicales y en la música. Los
especialistas en sonido (ingeniero de sonido) aplican sus
conocimientos en ésta rama de la física para
fabricar habitaciones o salones de música donde no se
produce el fenómeno de la reverberación. Dichos
especialistas utilizan fibras de vidrios con el que obtienen
mejor sonido.
En el campo de la medicina, los
nefrólogos, especialista de las vías urinarias,
utiliza el ecógrafo. Este aparato emite ultrasonido y con
ello hacen exploraciones en el interior del cuerpo humano,
esto se debe al fenómeno de la reflexión, lo que
permite obtener gráficas de la situación del o los
órganos explorados.
Otro aparato que utilizan tanto los nefrólogos,
urólogos y gastroenterólogos es el fonógrafo
que al igual que el ecógrafo utiliza los ultrasonidos para
hacer exploraciones internas, pero a través de este
aparato en lugar de obtener gráficas se obtienen imágenes
del o de los órganos explorados.
Tanto el ecógrafo como el fonógrafo son
muy usados en estos tiempos y han ido sustituyendo en gran medida
a los Rayos X, ya que las radiaciones pueden producir
daños en los tejidos celulares
del cuerpo y en el feto de las
mujeres embarazadas.
Otro aparato utilizado por los médicos para
eliminar piedras de los riñones, (cálculo renal),
es el nefroscopio, que también emite ultrasonidos,
haciendo posible la visualización de los riñones en
una pantalla cuando se hacen coincidir las ondas
ultrasónicas sobre la piedra en el riñón.
Estas piedras son desintegradas y más tarde son expulsadas
a través de la orina del paciente.
En consecuencia, una onda puede considerarse como una
perturbación que produce un movimiento ondulatorio en el
ambiente
perturbación- el estado del
medio o la onda en sí misma- no debe confundirse con el
movimiento de las partículas. En el caso particular de las
ondas mecánicas, estas requieren para su existencia de una
fuente de perturbación, un medio que pueda ser perturbado
y alguna conexión física o mecanismo mediante el
cual las porciones adyacentes del medio – las que
están en contacto- ejerzan influencia entre
sí.
En el caso de las ondas electromagnéticas,
durante muchos años, no se tenía claro cual era el
medio que se perturbaba; se hablaba del éter como medio de
transferencia de estas ondas. Hoy en día se sabe que las
ondas llamadas electromagnéticas no necesitan de
ningún medio, es decir, se pueden propagar a través
del espacio vacío.
El estudio de las ondas se hace sobre una
representación gráfica de la misma que es la forma
de la función
senoidal o seno. Si bien no todas las ondas siguen esta
función, el teorema de Fourier demostró que:
cualquier onda puede ser descompuesta como una suma única
de ondas componentes senoidales. Este teorema además de
facilitar el estudio profundo de la mecánica ondulatoria,
permite también representar gráficamente con
facilidad lo que es una onda, dado que la función seno o
senoidal es la que se forma en una cuerda cuando movemos sus
extremos hacia arriba y abajo repetidamente.
El sonido es causado por una serie de vibraciones y se
distribuye a través de ondas. En la actualidad existe un
problema a nivel mundial este en la
contaminación sónica que se presenta cuando
existen ruidos molestos que pueden llegar a dañar el
oído humano y producir problemas a
nivel cerebral. El sonido es utilizado en la vida diaria a veces
sin darnos cuenta como lo es el caso de los elefantes que en su
lenguaje
utilizan el tipo de sonido infrasónico es decir es
imperceptible para el oído humano.
Todas las ondas transportan energía consigo misma
en la dirección de su movimiento, pero no transportan
materia. Es decir, la propagación de las ondas es un
mecanismo que permite transportar energía entre dos puntos
separados en el espacio- que es la capacidad de realizar un
trabajo, por
ejemplo cambiar de canal en la TV – sin alterar
físicamente el material a través del cual se hace
el transporte o
transmisión.
Es esta característica notable pero poco conocida
o bien a la que no se da importancia, lo que le da a las ondas
tanta importancia dentro de nuestras vidas. Se demuestra
matemáticamente que la potencia
transmitida por las ondas, esto es la energía o capacidad
de realizar trabajo por unidad de tiempo, es proporcional a la
velocidad de propagación de la onda, al cuadrado de la
amplitud y al cuadrado de la frecuencia.
Representación de una onda
sonora
Representación de una
onda
Enciclopedia guía del estudiante tomo:
física
Editorial cultural
Física 9no grado
Autor:
Editorial: Discolar
Física 9no grado