Conceptos Fundamentales de Ondas, Sonido y Luz en Física
Conceptos Básicos de las Ondas
Una onda es una perturbación que se propaga de un lugar a otro. Las perturbaciones son normalmente vibraciones de las partículas de un medio material: una onda es la propagación en el espacio de un movimiento vibratorio.
Las ondas transfieren energía sin que exista transporte de materia.
Tipos de Ondas
- Ondas mecánicas: necesitan un medio material para propagarse.
- Ondas electromagnéticas: también lo hacen en el vacío.
- Ondas longitudinales: la vibración de las partículas y la dirección de propagación de la onda coinciden; las partículas del medio vibran paralelamente a la dirección de la onda.
- Ondas transversales: la dirección de vibración de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
Características de las Ondas
- A los puntos más altos se los denominan crestas y a los más bajos, valles.
- Longitud de onda (λ): la distancia entre 2 puntos consecutivos que se encuentran en el mismo estado de vibración.
- Periodo (T): tiempo que tarda la onda en recorrer una longitud de onda.
- Frecuencia (f): número de ondas que pasan por un punto dado cada segundo.
- Amplitud (A): de una onda se refiere a la altura de las crestas o a la profundidad de los valles; es la distancia máxima que puede separar a una partícula de su posición de equilibrio.
- Velocidad: depende de la frecuencia, la longitud de onda y el material donde se propaga.
El Sonido y las Ondas Sonoras
Las vibraciones del foco sonoro se propagan en el aire y originan zonas de mayor presión (compresiones) y otras de presión más baja (dilataciones) que, al incidir sobre el oído, producen una sensación sonora.
Una onda sonora es una oscilación de presión que se propaga por un medio.
Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales; por tanto, necesitan un medio material para propagarse, y las compresiones y las dilataciones del medio se producen en la misma dirección de propagación de la onda.
A - Velocidad de Propagación de las Ondas Sonoras
En un medio homogéneo, las ondas sonoras se propagan a velocidad constante. El sonido se propaga a través de todos los estados de la materia.
En la velocidad de las ondas sonoras no influye ni su frecuencia, ni su amplitud, ni su longitud de onda.
B - Reflexión de las Ondas Sonoras
- Reflexión: cambio de dirección que experimentan las ondas cuando inciden sobre un obstáculo y vuelven al medio del que proceden.
- Eco: es la audición repetida de un mismo sonido: primero del sonido directo y después del reflejado en una superficie que está suficientemente alejada.
- Reverberación: cuando la distancia es menor, el sonido directo y los reflejados se superponen, la audición es confusa y los sonidos no se perciben con nitidez.
Cualidades del Sonido
- Sonoridad: es la cualidad que permite identificar los sonidos como fuertes o débiles. Depende de la intensidad de la onda, es decir, de la energía transportada por la onda, que siempre es muy pequeña.
- Tono: es la cualidad del sonido que permite distinguir entre grave o agudo.
- Timbre: es la cualidad por la que se distinguen dos sonidos de la misma sonoridad y del mismo tono.
La Luz
La luz es una onda transversal electromagnética que no necesita un medio material para propagarse: se propaga en el vacío, como todas las ondas electromagnéticas, con una velocidad aproximada de 300 000 km/s.
Rayo: es una línea imaginaria dibujada en la dirección según la cual se propagan las ondas.
A - Reflexión de la Luz
Se produce cuando la luz incide sobre la superficie de un medio no transparente u opaco, y vuelve al mismo medio en que se propagaba.
B - Refracción de la Luz
Se produce cuando la luz pasa de un medio a otro donde su velocidad es diferente. Índice de refracción.
C - Lentes
Es un medio material transparente limitado por dos superficies que suelen ser planas o esféricas.