Conceptos clave del movimiento ondulatorio: tipos, características y fenómenos

Definiciones fundamentales

• Movimiento ondulatorio: Es un movimiento periódico que se efectúa sobre la misma trayectoria (movimiento de vaivén) respecto a la posición central (punto de equilibrio).
• Elongación: Posición de la partícula medida con respecto a la posición de equilibrio.
• Periodo: Tiempo que tarda una onda en realizar una oscilación completa.
• Movimiento ondulatorio: Es la propagación de una perturbación sin transporte de energía.

Tipos de ondas

• Mecánicas: Necesitan un medio material para propagarse (ejemplo: olas).
• Electromagnéticas: No necesitan medio material para propagarse (ejemplo: la luz).
• Longitudinales: La dirección de propagación y vibración coincide (ejemplo: sonido).
• Transversales: La dirección de vibración, propagación y dirección son perpendiculares (ejemplo: olas).

Frente de ondas

Frente de ondas: Lugar geométrico de los puntos que en un instante dado tienen la misma vibración.

• Ondas planas: Aquellas cuyo frente de ondas es plano.
• Ondas esféricas.
• Unidimensionales (en una cuerda).
• Bidimensionales (sobre un líquido).
• Tridimensionales (esféricas).

Ondas armónicas

Las ondas armónicas presentan doble periodicidad respecto a la posición, ya que se repiten cada distancia a lambda, y con respecto al tiempo, porque se repiten cada tiempo igual al periodo.

Intensidad: Energía que se propaga en la unidad de tiempo a través de la unidad de superficie perpendicular a su dirección de propagación en dicho punto.

Fenómenos ondulatorios

• Reflexión y refracción: Cuando una onda se encuentra con una superficie que separa dos medios diferentes, ocurren dos cosas: que se reflejen y, por lo tanto, permanezcan en el mismo medio, o que se refracten y cambien de medio.
• Ángulo límite: Es ese ángulo de incidencia para el que se produce la refracción total (para que el rayo salga por la superficie que separa los medios).
• Índice de refracción: Mide la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la onda en el medio.
• Principio de superposición: Cuando dos o más ondas coinciden simultáneamente en un punto del medio en el que se propagan, la perturbación producida en el punto es igual a la suma de las perturbaciones que originarían las dos ondas.
• Polarización: Se produce cuando se restringen los planos de vibración de una onda transversal.
• Difracción: Es el cambio de dirección que experimenta una onda en su propagación cuando se encuentra con obstáculos o aberturas de dimensiones comparables a su longitud de onda.
• Principio de Huygens: Todos los puntos de un frente de ondas se comportan como focos emisores de ondas elementales o secundarias, que se propagan en todas las direcciones. En un instante dado, el nuevo frente envuelve las ondas secundarias.