Conceptos Fundamentales de Ondas y Sonido: Física y Propagación

Conceptos Clave en Ondas y Sonido

Onda Transversal

El movimiento de oscilación de las partículas que conforman el medio es **perpendicular** a la dirección de propagación de la onda.

Onda Longitudinal

Es una onda en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es **paralelo** a la dirección de propagación de la onda. (Ejemplo: el **sonido**).

Onda Mecánica

Es una **perturbación** de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio. (Ejemplo: el **sonido**).

Para su propagación, requiere de:

• Una **fuente** que cree la perturbación.
• Un **medio** en el que se propague la perturbación.
• Un **medio físico** a través del cual los elementos puedan influir entre sí.

Sonido

Es cualquier **fenómeno** que involucre la propagación en forma de **ondas elásticas**, generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. La propagación del sonido involucra **transporte de energía** sin **transporte de materia**, en forma de **ondas mecánicas** que se propagan a través de la materia **sólida**, **líquida** o **gaseosa**. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una **onda longitudinal**.

Longitud de Onda

Es el **período espacial** o la **distancia** que hay de pulso a pulso. Normalmente, se consideran dos puntos consecutivos que poseen la misma **fase**: dos máximos, dos mínimos o dos cruces por cero.

Movimiento Ondulatorio

Es la **propagación de una onda** por un medio material o en el vacío. Se caracteriza por no existir **transferencia de materia**, ya sea por ondas mecánicas o electromagnéticas.

Amplitud

Es una medida de la **variación máxima del desplazamiento** u otra magnitud física que varía periódicamente en el tiempo. Representa la **distancia máxima** entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.

Frecuencia

Es una **magnitud** que mide el **número de repeticiones** por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Intensidad de Onda

Es la **cantidad de energía** que se propaga por una unidad de tiempo a través de la unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación (expresada en W/m²).

Principio de Huygens

Establece que **todo punto alcanzado por una onda se comporta como un emisor de ondas secundarias**. Gracias a este principio, se pudieron explicar propiedades fundamentales de las ondas como la **reflexión**, **refracción**, **difracción** e **interferencias**. Huygens representó las ondas mediante **frentes de onda** y **rayos**.

Refracción

Es el **cambio de dirección** que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide **oblicuamente** sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen **índices de refracción distintos**. La refracción se origina en el **cambio de velocidad** de propagación de la onda.

Reflexión

Es el **cambio de dirección** de una **onda magnética** que, al estar en contacto con la superficie de separación entre dos medios, cambia su trayectoria de tal forma que **regresa al medio inicial**.

Onda Unidimensional Transversal

Es una **perturbación** que se propaga a través de una dirección del espacio, donde la **vibración es perpendicular** a la dirección de propagación de la perturbación. (Ejemplo: una onda en una cuerda, descrita por variables como tiempo (t), posición (x) y fase (φ)).

Movimiento Armónico Simple (M.A.S.)

Las partículas que lo componen **oscilan alrededor de un punto de equilibrio**, describiendo un **movimiento simétrico y periódico**. La **velocidad es máxima** en el punto de equilibrio y **nula en los extremos**. Por tanto, el M.A.S. es un movimiento oscilatorio, periódico, rectilíneo y acelerado, de manera que en todo momento el **vector de fuerza restauradora (F)** es **proporcional y de sentido contrario al vector de posición (x)**. Implica que **no haya rozamiento**.