sábado, 19 de septiembre de 2009

Ondas

6. Concepto de onda

Pensemos en un medio material, formado por una infinidad de pequeñas partículas, como el agua. Da igual que este medio sea sólido, líquido o gas. Representemos las partículas de este medio mediante una fila de cuatro monedas, colocadas sobre una mesa de forma que se toquen unas a otras. Sujetemos tres monedas consecutivas con sendos dedos de una mano, dejando libre la cuarta moneda. Si lanzamos otra moneda contra la primera de la fila, la que estaba libre al otro extremo saldrá despedida. Nuestras monedas no se han movido: las teníamos firmemente sujetas. Esto es un ejemplo claro de onda. Concretamente, una del tipo mecánico.


Pondremos otro ejemplo: entre dos personas sostienen una cuerda larga, sin que esté tensa. Una de las personas da una sacudida rápida a la cuerda: se verá claramente cómo la sacudida viaja por la cuerda hasta el otro extremo. Ésta también es una onda mecánica.


7. Ondas en un medio

Lo que distingue una onda de otros fenómenos naturales en que existe un desplazamiento neto de la materia, es que en las ondas es la energía del movimiento lo que se transmite de partícula en partícula, no las partículas en sí.


En un medio material cada partícula tiene un lugar más o menos estable. Si una partícula empuja a su vecina, ésta a su vez empujará a una tercera. Cuando la primera partícula vuelva a su lugar, también lo hará la segunda, más tarde. El movimiento de vaivén se transmite de una a otra. Las partículas no se desplazan netamente, es la perturbación momentánea de su estado de reposo lo que se desplaza.

Una onda es un desplazamiento de energía, no de materia.


Cuando una piedra cae sobre la superficie del agua, el estado de equilibrio se perturba. Esta perturbación se transmite en forma de circunferencias concéntricas, en todas direcciones. Un objeto flotando en la superficie, como un corcho, sube y baja al paso de la onda, pero no necesariamente se mueve del sitio.


8. Otras ondas


No todas las ondas necesitan un medio para transmitirse. Las ondas de radio se transmiten a la perfección en el vacío absoluto. Aquí el equilibrio perturbado es el de un campo electromagnético.

La luz que vemos se comporta en muchas ocasiones como la onda que de hecho es, y también se transmite en el vacío.


9. Ondas transversales y longitudinales

Ahora compararemos la dirección de desplazamiento de la onda, con la del movimiento de las partículas del medio. Si ambas coinciden, es decir: si las partículas se empujan unas a otras en la misma dirección en que la onda se transmite, esta es una onda longitudinal. Por ejemplo: la fila de monedas sobre una mesa.



Si, en cambio, el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de avance de la onda, es una onda transversal. Por ejemplo: el corcho que flota en la superficie del agua.



Podemos ya adelantar que el sonido es una onda que se transmite en un medio, que comúnmente es el aire, y que es una onda longitudinal.