propagación d’una perturbación de dalguna propiedá (densidá, campu, presión,...) d’un mediu, que percuerre l’espaciu tresportando enerxía. El mediu perturbao pue ser de naturaleza varia, gas, llíquidu, sólidu inclusive’l vacíu From Wikipedia, the free encyclopedia
En física, una onda (del llatín unda) consiste nel espardimientu d'una perturbación de dalguna propiedá del espaciu, por casu, densidá, presión, campu llétrico o campu magnéticu, implicando un tresporte d'enerxía ensin tresporte de materia. L'espaciu venáu puede contener materia (aire, agua, etc) o non (vacíu).
La magnitú física que la so perturbación arrobinar nel mediu esprésase como una función tantu de la posición como del tiempu . Matemáticamente dizse que dicha función ye una onda si verifica la ecuación d'ondes:
onde ye la velocidá d'espardimientu de la perturbación. Por casu, ciertes perturbaciones de la presión d'un mediu, llamaes soníu, verifiquen la ecuación anterior, anque dalgunes ecuaciones non lliniales tamién tienen soluciones ondulatories, por casu, un solitón.
Una vibración puede definir les carauterístiques necesaries y suficientes que caractericen un fenómenu como onda. El términu suel ser entendíu intuitivamente como'l tresporte de perturbaciones nel espaciu, onde se considera l'espaciu como un mediu nel que pueden producise y arrobinase diches perturbaciones al traviés d'él, al variar dalguna de les sos propiedaes medibles.
La teoría d'ondes confórmase como una carauterística caña de la física que s'ocupa de les propiedaes de los fenómenos ondulatorios independientemente de cual sía'l so orixe físicu (Ostrovsky y Potapov, 1999). Una peculiaridá d'estos fenómenos ondulatorios ye qu'a pesar de que l'estudiu de les sos carauterístiques nun depende del tipu d'onda en cuestión, los distintos oríxenes físicos que provoquen la so apaición confiéren-yos propiedaes bien particulares que les estremen d'unos fenómenos a otros. Por casu, l'acústica estremar de la óptica en que les ondes sonores tán rellacionaes con aspeutos más mecánicos que les ondes electromagnétiques (que son les que gobiernen los fenómenos ópticos). Conceutos tales como masa, cantidá de movimientu, inercia o elasticidá son conceutos importantes pa describir procesos d'ondes sonores, a diferencia d'en les óptiques, onde estes nun tienen una especial relevancia. Poro, les diferencies nel orixe o naturaleza de les ondes producen ciertes propiedaes que caractericen cada onda, manifestando distintos efeutos nel mediu en que s'arrobinen (por casu, nel casu del aire: vórtices, ondes de choque; nel casu de los sólidos: dispersión; y nel casu del electromagnetismu presión de radiación).
Les ondes periódiques tán caracterizaes por crestes o montes y valles, y usualmente ye categorizada como llonxitudinal o tresversal. Una onda tresversal ye aquella coles vibraciones perpendiculares a la direición d'espardimientu de la onda; exemplos inclúin ondes nuna cuerda y ondes electromagnétiques. Onda llonxitudinal ye aquella con vibraciones paraleles na direición del espardimientu de les ondes; exemplos inclúin ondes sonores.
Cuando un oxetu corte escontra riba y embaxo nuna onda nun estanque, esperimenta una trayeutoria orbital porque les ondes nun son simples ondes tresversales sinusoidales.
Ondes na superficie d'una cuba son realmente una combinación d'ondes tresversales y llonxitudinales; poro, los puntos na superficie siguen caminos orbitales.
Toles ondes tienen un comportamientu común so un númberu de situaciones estándar. Toles ondes pueden esperimentar los siguientes fenómenos:
Una onda ye polarizada, si solo puede bazcuyar nuna direición. La polarización d'una onda tresversal describe la direición de la oscilación, nel planu perpendicular a la direición del viaxe. Ondes llonxitudinales tales como ondes sonores nun exhiben polarización, porque pa estes ondes la direición d'oscilación ye a lo llargo de la direición de viaxe. Una onda tresversal, como la lluz puede ser polarizada usando un filtru polarizador o al ser reflexada por un dieléctricu inclináu, e.g. vidriu de ventana.
Exemplos d'ondes:
Dende un puntu de vista matemáticu, la onda más senciella o fundamental ye la onda sinusoidal descrita pola función
onde ye la amplitú d'una onda (la elongación máxima o altor de la cresta de la onda). Les unidaes d'amplitú dependen del tipu d'onda — les ondes nuna cuerda tienen una amplitú espresada como una distancia (metros), les ondes sonores como presión (pascales) y ondes electromagnétiques como l'amplitú del campu llétrico (voltios/metros). L'amplitú puede ser constante, o puede variar col tiempu y/o posición. La forma de la variación d'amplitú ye llamada la envolvente de la onda.
La llonxitú d'onda (simbolizada por ) ye la distancia ente dos crestes o valles siguíos. Midir n'unidaes de llargor, tales como'l metru (m), los sos múltiplu o submúltiplos según convenga. Asina, na óptica, la llonxitú d'onda de la lluz midir en nanómetros.
Un númberu d'onda angular puede ser acomuñáu cola llonxitú d'onda pola rellación:
El periodo ye'l tiempu riquíu por que'l movimientu d'oscilación de la onda describa un ciclu completu. La frecuencia ye'l númberu de ciclos completos trescurríos na unidá de tiempu (por casu, un segundu). Ye midida en hercios. Matemáticamente definir ensin ambigüedá como:
N'otres pallabres, la frecuencia y el periodu d'una onda son recíproques ente sigo.
La frecuencia angular representa la frecuencia en radianes per segundu. Ta rellacionada cola frecuencia por
Hai dos velocidaes distintos acomuñaes a les ondes. La primera ye la velocidá de fase, que indica la tasa cola que la onda arrobínase, y ta dada por:
La segunda ye la velocidá de grupu, que da la velocidá cola que les variaciones na forma de l'amplitú de la onda arrobinar pol espaciu. Esta ye la tasa a la cual la información puede ser tresmitida pola onda. Ta dada por:
La ecuación d'onda ye un tipu d'ecuación diferencial que describe la evolución d'una onda harmónica simple a lo llargo del tiempu. Esta ecuación presenta llixeres variantes dependiendo de como se tresmite la onda, y del mediu al traviés del cual arrobínase. Si consideramos una onda unidimensional que se tresmite a lo llargo d'una cuerda na exa x, a una velocidá y con una amplitú (que xeneralmente depende tantu de y de ), la ecuación d'onda ye:
Treslladáu a tres dimensiones, sería
onde ye l'operador laplaciano.
La velocidá depende del tipu d'onda y del mediu al traviés del cual viaxa.
Jean Le Rond d'Alembert llogró una solución xeneral pa la ecuación d'onda nuna dimensión:
Esta solución puede interpretase como dos impulsos viaxando a lo llargo de la exa x en direiciones opuestes: F nel sentíu +x y G nel -x. Si xeneralizamos la variable x, reemplazándola por trés variables x, y, z, entós podemos describir l'espardimientu d'una onda en tres dimensiones.
La ecuación de Schrödinger describe'l comportamientu ondulatoriu de les partícules elementales. Les soluciones d'esta ecuación son funciones d'ondes que pueden emplegase pa topar la densidá de probabilidá d'una partícula.
ye una perturbación que varia tantu col tiempu como cola distancia de la siguiente manera:
onde ye l'amplitú de la onda, ye'l númberu d'onda y ye la fase. La velocidá de fase vf d'esta onda ta dada por
onde ye la llonxitú d'onda.
Una onda estacionaria ye aquella que permanez fixa, ensin arrobinase al traviés del mediu. Esti fenómenu puede dase, bien cuando'l mediu mover en sentíu opuestu al d'espardimientu de la onda, o bien puede apaecer nun mediu estáticu como resultáu de la interferencia ente dos ondes que viaxen en sentíos opuestos.
La suma de dos ondes que s'arrobinen en sentíos opuestos, con idéntica amplitú y frecuencia, dan llugar a una onda estacionaria. Les ondes estacionaries de normal apaecen cuando una frontera bloquia l'espardimientu d'una onda viaxera (como los estremos d'una cuerda, o'l bordiellu d'una piscina, más allá de los cualos la onda nun puede arrobinase). Esto provoca que la onda sía reflexada en sentíu opuestu ya interfiera cola onda inicial, dando llugar a una onda estacionaria. Por casu, cuando se riesga la cuerda d'un violín, xenérense ondes tresversales que s'arrobinen en direiciones opuestes por tola cuerda hasta llegar a los estremos. Una vegada equí son reflexaes de vuelta hasta qu'interfieren la una cola otra dando llugar a una onda estacionaria, que ye lo que produz el so soníu carauterísticu.
Les ondes estacionaries carauterizar por presentar rexones onde l'amplitú ye nula (nodos) y otres onde ye máxima (banduyos). La distancia ente dos nodos o banduyos consecutivos ye xustamente , onde ye la llonxitú d'onda de la onda estacionaria.
Al contrariu que nes ondes viaxeres, nes ondes estacionaries nun se produz espardimientu d'enerxía.
Pa calcular la velocidá d'onda estacionaria aplícase la fórmula:
onde
ye l'amplitú de la onda de cada puntu del mediu y ye la pulsación en cada puntu del mediu.
Como l'amplitú de la onda depende de vamos tener que se va anular cuando pa
Poro, como'l númberu d'onda , sustituyendo vamos tener que
La velocidá d'una onda viaxando al traviés d'una cuerda en vibración (v) ye direutamente proporcional al raigañu cuadráu de la tensión de la cuerda (T) pol so densidá llinial (μ):
Les ondes clasifíquense atendiendo a distintos aspeutos:
Produzse cuando una onda atopa nel so percorríu una superficie contra la cual rebota, dempués de la reflexón la onda sigue arrobinándose nel mesmu mediu y los parámetros permanecen inalteraos. L'ecu ye un exemplu de Reflexón.
Ye'l cambéu de direición qu'esperimenta una onda al pasar d'un mediu material a otru. Namái se produz si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refraición distintos. La refraición aniciar nel cambéu de velocidá qu'esperimenta la onda. L'índiz de refraición ye precisamente la rellación ente la velocidá de la onda nun mediu de referencia (el vacíu pa les ondes electromagnétiques) y la so velocidá nel mediu de que se trate.
La difracción produzse cuando una onda llega a una ranura o una torga de tamañu comparable col so llonxitú d'onda. La onda esviar como si la torga emitiera una onda esférica.
Cuando nuna rexón del espaciu inciden dos o más ondes, los desplazamientos que producen sobre una partícula del mediu sumir algebraicamente. Esto llámase interferencia.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.