Principios de Ondas, Acústica y Óptica en Física

El Movimiento Ondulatorio: Conceptos Fundamentales

Un movimiento ondulatorio consiste en una forma de transmisión de la energía, sin transporte de materia, mediante la propagación de una perturbación denominada onda.

Clasificación de las Ondas

Las ondas se pueden clasificar según diferentes criterios:

Según su Naturaleza

• Ondas Mecánicas: Son aquellas que requieren un medio material para su propagación, transmitiendo una perturbación a través de este.
  • Ejemplo: Ondas sonoras en el aire.
• Ondas Electromagnéticas: Son perturbaciones de un campo electromagnético variable en el espacio y son capaces de propagarse sin necesidad de ningún medio material.
  • Ejemplo: Luz, rayos X.

Según la Dirección de Vibración

• Ondas Longitudinales: La vibración producida tiene la misma dirección que la propagación de la onda.
  • Ejemplo: Ondas sonoras.
• Ondas Transversales: La vibración producida es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
  • Ejemplo: Luz.

El Sonido: Naturaleza y Propagación

El sonido consiste en una forma de transmisión de la energía originada por la vibración de un cuerpo. Se propaga mediante ondas mecánicas y es capaz de estimular el sentido del oído.

Elementos Fundamentales para la Producción y Percepción del Sonido

• Foco Sonoro: Existencia de un cuerpo que vibre.
• Medio Material Elástico: Presencia de un medio capaz de recuperar rápidamente su forma inicial. Debido a la necesidad de un medio, el sonido solo se propaga por sólidos, líquidos y gases, pero no en el vacío.
• Agente Receptor: Un elemento capaz de percibir el sonido, como el oído humano.

Cualidades del Sonido

El sonido posee tres cualidades principales que permiten distinguirlo:

Intensidad

Es el volumen acústico con el que se percibe un sonido y corresponde a la amplitud de la onda sonora. Un sonido de gran amplitud es percibido como fuerte, mientras que uno de pequeña amplitud es débil.

Tono

Es la frecuencia del sonido. El oído humano no puede percibir todos los tonos. El espectro de frecuencias audibles para el ser humano comprende entre los 20 Hz y los 20.000 Hz:

• Entre 20 Hz y 256 Hz: Sonidos graves.
• Entre 2000 Hz y 20.000 Hz: Sonidos agudos.
• El resto de frecuencias (entre 256 Hz y 2000 Hz): Sonidos medios.

Fuera de este rango, encontramos:

• Menos de 20 Hz: Infrasonidos.
• Más de 20.000 Hz: Ultrasonidos.

Timbre

Es la cualidad que depende de la forma de la onda sonora y permite distinguir dos instrumentos diferentes que tocan un mismo tono con la misma intensidad. Es lo que nos permite diferenciar, por ejemplo, una nota de piano de la misma nota tocada en una flauta.

La Luz: Naturaleza y Percepción Visual

La luz consiste en una forma de transmisión de energía que se propaga mediante ondas electromagnéticas y es capaz de estimular el sentido de la vista.

Tipos de Objetos según su Interacción con la Luz

• Objetos Luminosos: Aquellos que emiten luz propia.
  • Ejemplo: Estrellas, bombillas.
• Objetos Iluminados: Aquellos que podemos ver gracias a que reflejan la luz que reciben. Su visibilidad depende de sus propiedades ópticas (opacos, translúcidos, transparentes).
  • Ejemplo: Un cuadro, un libro.