Ondas: Tipos, Propiedades y Efecto Doppler Explicado

¿Qué es un Fenómeno Ondulatorio?

Un fenómeno ondulatorio consiste en la propagación de una perturbación de alguna magnitud física (posición, campo eléctrico y magnético, densidad, etc.) a través del espacio y el tiempo.

Características y Propiedades de las Ondas

Una onda es una perturbación que se propaga en un medio, transportando energía, pero no materia. Las ondas se pueden propagar de dos maneras:

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio material para propagarse (como el aire, el agua o una cuerda). Ejemplo: el sonido.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material para propagarse (se propagan en el vacío). Ejemplo: la luz.

Las principales características de las ondas son:

• Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en fase (por ejemplo, dos crestas o dos valles).
• Frecuencia (f): Número de oscilaciones completas que se producen por segundo. Se mide en hercios (Hz).
• Período (T): Tiempo que tarda en completarse una oscilación. Se mide en segundos.
• Amplitud (A): Máxima distancia de la perturbación respecto a su posición de equilibrio.
• Velocidad de propagación (v): Velocidad a la que la onda se desplaza a través del medio. Depende de las propiedades del medio.
• Frecuencia angular (ω): Velocidad con la que varía la fase de la onda en el tiempo. Está relacionada con la frecuencia lineal (f). Su unidad en el SI es el radián por segundo (rad/s).

Tipos de Ondas: Longitudinales y Transversales

La principal diferencia entre ondas longitudinales y ondas transversales reside en la dirección de oscilación del medio en relación con la dirección de propagación de la onda:

• Ondas longitudinales: La perturbación del medio se produce en la misma dirección en la que se propaga la onda. Un ejemplo clásico es el sonido, donde las variaciones de presión se transmiten en la dirección de propagación de la onda.
• Ondas transversales: La perturbación del medio ocurre en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Un ejemplo común es una onda en una cuerda, donde las partículas del medio oscilan verticalmente mientras la onda avanza horizontalmente.

El Efecto Doppler

El efecto Doppler es el cambio aparente en la frecuencia de una onda cuando existe movimiento relativo entre la fuente emisora de la onda y el receptor.

Casos del Efecto Doppler

Si se mueve el emisor de sonido:

Si se mueven ambos (emisor y receptor):

Si se mueve el receptor:

Movimiento Armónico Simple (MAS)

El Movimiento Armónico Simple (MAS) es un tipo de movimiento oscilatorio en el que un objeto se mueve de un lado a otro con respecto a una posición de equilibrio, siguiendo una trayectoria senoidal en el tiempo.