Clasificación y Propiedades de las Ondas: Una Mirada Detallada

Clasificación de las Ondas

Según el Medio de Propagación

• Ondas mecánicas o materiales: Transportan energía mecánica y necesitan un medio material para propagarse. Por ejemplo, el sonido.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material para propagarse. Por ejemplo, la luz.

Según la Dirección de la Perturbación

• Ondas longitudinales: La dirección de propagación de la perturbación coincide con la de vibración. Por ejemplo, el sonido. Este tipo de ondas se propaga en cualquier medio material.
• Ondas transversales: La dirección de propagación de la perturbación es perpendicular a la dirección en la que se produce la vibración. Por ejemplo, las ondas en una cuerda o la luz. Este tipo de ondas solo se propaga en los medios sólidos o en las superficies de los líquidos, pero no en el interior del líquido.

Según las Dimensiones de Propagación

• Ondas unidimensionales: Solo se propagan en una sola dimensión. Por ejemplo, una onda en una cuerda.
• Ondas bidimensionales: Se propagan en dos dimensiones. Por ejemplo, las ondas en la superficie del agua.
• Ondas tridimensionales: Se propagan en todo el espacio. Por ejemplo, el sonido o la luz.

Características de las Ondas

Longitud de Onda

Es la distancia que separa a dos puntos consecutivos que estén en el mismo estado de vibración. Se representa por la letra griega lambda (λ) y se mide en metros.

Amplitud

Es el valor de la máxima elongación con la que vibran las partículas del medio. Se representa por la letra A y se mide normalmente en metros.

Periodo

Representa el tiempo que tarda la perturbación en desplazarse una longitud de onda. También puede definirse como el tiempo que tarda cada partícula en hacer una vibración completa. Se representa por la letra T y se mide en segundos.

Frecuencia

Es el número de longitudes de onda recorridas por la onda en un segundo. También se puede definir como el número de oscilaciones que realiza cada partícula en un segundo. Se representa por la letra f y se mide en hercios (Hz).

Velocidad de Vibración

Es la rapidez con la que las partículas vibran en torno a su posición de equilibrio al ser alcanzadas por la perturbación (velocidad del movimiento armónico simple de cada partícula). Se representa por v_vib y se mide en m/s. No debe confundirse con la velocidad de propagación o de fase.

Número de Ondas (k)

Representa el número de radianes contenidos en 1 metro de distancia. Se mide en rad/m.

Velocidad de Fase o Velocidad de una Onda

Es la velocidad con la que se propaga la perturbación a través del medio. Se representa por la letra v y se mide en m/s.

Energía e Intensidad de una Onda

La energía que transporta una onda es función del cuadrado de la frecuencia, del cuadrado de la amplitud y de la masa de las partículas que vibran. La intensidad de una onda representa la energía que en la unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

Absorción de Ondas

Cuando una onda atraviesa un medio material, la onda pierde energía al transformarse la que posee en otras, bien por rozamiento, viscosidad u otros fenómenos.

El Sonido

El sonido es una onda mecánica, es decir, que necesita de un medio material para su propagación. Se trata de una onda longitudinal que se transmite por el medio al producirse compresiones y dilataciones del medio en la dirección de propagación de la onda.

Principio de Huygens

Cada punto de un frente de ondas actúa como foco de nuevas ondas secundarias, de forma que la envolvente de estas ondas secundarias es a su vez el nuevo frente de ondas.