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En física, una onda es una perturbação oscilante de alguna grandeza física en el espacio y periódica el tiempo. La oscilación espacial es caracterizada por la largura de onda y la periodicidade el tiempo es medida por la frecuencia de la onda, que es el inverso de su periodo. Estas dos grandezas están relacionadas por la velocidad de propagação de la onda.
Físicamente, una onda es uno pulso energético que se propaga a través del espacio o a través de un medio (líquido, sólido o gaseoso). Según algunos estudiosos y hasta ahora observado, nada impide que una onda magnética se propague en el vácuo o a través de la materia, como es el caso de las ondas eletromagnéticas en el vácuo o de los neutrinos a través de la materia, donde las partículas del medio oscilan a la vuelta de un punto medio pero no se desplazan. Excepto por la radiação eletromagnética, y probablemente las ondas gravitacionais, que pueden propagarse a través del vácuo, las ondas existen en un medio cuya deformación es capaz de producir fuerzas de restablecimiento a través de las cuales ellas viajan y pueden transferir energía de un lugar para otro sin que cualquiera de las partículas del medio sea desplazada; es decir, la onda no transporta materia. Hay, sin embargo, oscilaciones siempre asociadas por la mitad de propagação.
Una onda puede ser longitudinal cuando la oscilación ocurre en la dirección de la propagação, o transversal cuando la oscilación ocurre en la dirección perpendicular a la dirección de propagação de la onda.
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Medios de propagação
Medios en los cuales una onda puede propagarse son clasificados como a continuación:
- Medios lineales: si diferentes ondas de cualquier punto particular del medio en cuestión pueden ser sumadas;
- Medios limitados: si él es finito en extensión, de lo contrario son considerados ilimitados;
- Medios uniformes: si sus propiedades físicas no pueden ser modificadas de diferentes puntos;
- Medios isotrópicos: si sus propiedades físicas son las mismas en cualesquier direcciones..
Ejemplos de ondas
- Ondas oceânicas de superficie , que son perturbações que se propagan a través del agua (vea también surf y tsunami ).
- Sonido - Una onda mecánica que se propaga a través de los gases, líquidos y sólidos, que es de una frecuencia detectada por el sistema auditivo. Una onda similar es la onda sísmica presente en los terremotos, que pueden ser de los tipos S, P y L .
- Luz, Ondas de radio, Rayo X, etc. son ondas eletromagnéticas. En este caso la propagação es posible a través del vácuo.
Propiedades características
Todas las ondas tiene un comportamiento común en situaciones patrones. Todas las ondas tiene las siguientes características:
- Reflexión - Cuando una onda vuelve para la dirección de donde vino, debido a la batida en material reflexivo.
- Refracción - El cambio de la dirección de las ondas, debido a entrada en otro medio. La velocidad de la onda varía, pelo que la largura de onda también varía, pero la frecuencia permanece siempre igual, pues es característica de la fuente emisora.
- Difração - El espalhamento de ondas, por ejemplo cuando atraviesan una fenda de tamaño equivalente a su largura de onda. Ondas con baja largura de onda son fácilmente difratadas.
- Interferencia - Adición o subtracción de las amplitudes de las ondas, depende de la fase de las ondas en que ocurre la superposição.
- Dispersão - la criba de una onda en otras de diferentes frecuencias.
- Vibración - Algunas ondas son producidas a través de la vibración de objetos, produciendo sonidos. Ejemplo: Cordas ( violão, violino, piano, etc.) o Tubos ( órgano, flauta, trompete, trombone, saxofone, etc.)
Ondas transversales y longitudinais
Ondas transversales son aquellas en que la vibración es perpendicular a la dirección de propagação de la onda; ejemplos incluyen ondas en una corda y ondas eletromagnéticas.
Ondas longitudinais son aquellas en que la vibración ocurre en la misma dirección del movimiento; un ejemplo son las ondas sonoras.
Marolas en la superficie de un lago son en la realidad una combinación de ondas transversales y longitudinais, entonces los puntos en la superficie realizan recorridos elípticos.
Polarização
Ondas transversales pueden ser polarizadas. Ondas no polarizadas pueden oscilar en cualquier dirección en el plan perpendicular a la dirección de propagação. Ondas polarizadas sin embargo oscilan en sólo una dirección perpendicular a la línea de propagação.
Descripción física de una onda
= Elementos de una onda= Amplitud
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): 2 = Distancia
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): 3 = Desplazamiento
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \lambda = Largura de onda
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \gamma
Ondas pueden ser descritas usando un número de variables, incluyendo: frecuencia, largura de onda, amplitud y periodo .
La amplitud de una onda es la medida de la magnitud de un disturbio en un medio durante un ciclo de onda. Por ejemplo, ondas en una corda tienen su amplitud expresada como una distancia (metros), ondas de sonido como presión (pascals) y ondas eletromagnéticas como la amplitud de un campo eléctrico (voltios por metro). La amplitud puede ser constante (en este caso la onda es una onda continua), o puede variar con tiempo y/o posición. La forma de esta variación es el envelope de la onda.
El periodo es el tiempo(T) de un ciclo completo de una oscilación de una onda. La frecuencia (F) es periodo hendido por una unidad de tiempo (ejemplo: un segundo), y es expresa en hertz. Vea abajo:
- Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): f=\frac{1}{T}
.
Cuando ondas son expresas matemáticamente, la frecuencia angular (ômega; radianes por segundo) es constantemente usada, relacionada a menudo f en:
- Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): f=\frac{\omega}{2 \pi}
.
Ondas estacionarias y ondas no-estacionarias
Ondas que permanecen en el mismo lugar son llamadas ondas estacionarias, como las vibraciones en una corda de violino.
Cuando una corda es deformada, la perturbação se propaga por toda la corda, reflectindo-si en sus extremidades fijas. De la interferencia de las varias ondas puede resultar una onda estacionaria, o sea, un patrón de oscilación caracterizado por casas de campo (los nudos) donde no hay movimiento. Los nudos resultan de la interferencia (destrutiva) entre la cresta y el vientre de dos ondas. En los anti-nudos, donde el desplazamiento es máximo, la interferencia se da entre dos crestas o dos vientres de onda. Cada patrón de oscilación corresponde a una determinada frecuencia a que se llama un harmónico. Las frecuencias de vibración varían con la largura de la corda y con sus características (material, tensión, espesor), que determinan la velocidad de propagação de las ondas. A La frecuencia más baja a que la corda vibra se llama frecuencia fundamental.Archivo:Standing Waves.jpgCorda a vibrar en la frecuencia fundamental y en el 2º y 3º harmónicos.
Ondas que se mueven (no-estacionarias) tienen una perturbação que varía tanto con el tiempo t cuanto con la distancia z y puede ser expresada matemáticamente como: Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): y=A(z,t) \cos (\omega t - kz + \phi) , donde A (z,t) es el envelope de amplitud de la onda, k es el número de onda y φ es la constante de fase. La velocidad v de esta onda es dada por: Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): v=\frac{\omega}{k}= \lambda f , donde λ es la largura de onda.
La ecuación universal de la onda
La forma más simple de esta ecuación es:
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): v= \lambda.f
En que:
- v: Velocidad de la onda
- λ: Largura de onda (la letra del alfabeto griego λ se llama "lambda",siendo equivalente fonético de la "l" latina)
- f: Frecuencia de onda
Y = A.sen[2.pi(t/T - x/λ) + φ)
Ecuación de Schrödinger
La ecuación de Schrödinger describe el comportamiento ondulatório de la materia en la mecánica quântica. Las soluciones de esta ecuación son funciones de onda que pueden ser usadas para describir la densidad de probabilidad de una partícula.
Ondas unidimensionais
Son aquellas que se propagan en una sólo dirección. Ejemplo: Ondas en cordas.[1]
Ondas bidimensionales
Son aquellas que se propagan en un plan.[1] Ejemplo: Ondas en la superficie de un lago.
Ondas tridimensionales
Son aquellas que se propagan en todas las direcciones.[1] Ejemplo: Ondas sonoras en la atmósfera o en metales.
