Ona i Partícula: La Dualitat de la Llum i el So

La Natura Dual de la Llum i el So

La llum del sol és llum blanca, que conté tots els colors de l'arc de Sant Martí.

Les ones electromagnètiques poden comportar-se com a partícules, i les partícules poden actuar com a ones electromagnètiques. La llum pot ser una ona o una partícula, depenent de la matèria que travessa. En molts contextos, la tractem com una ona.

Moviment Ondulatori vs. Moviment Corpuscular

Moviments corpusculars impliquen un transport net de matèria (com els moviments rectilinis, parabòlics i circulars que hem estudiat).

Moviments ondulatoris no impliquen un transport net de matèria, sinó un transport de quantitat de moviment i energia. Aquest transport es realitza mitjançant ones de propagació. Anomenem focus emissor d'ones el conjunt de partícules del medi material on s'origina la pertorbació.

Una ona és essencialment el transport d'energia, no de partícules. Les ones del soroll i de la llum són les més conegudes.

Tipus d'Ones

• Ones mecàniques: Requereixen un medi per propagar-se. Les partícules del medi oscil·len al pas de l'ona. Un exemple és el so, on el medi pot ser l'aire o l'aigua, provocant una vibració en el medi.
• Ones electromagnètiques: No necessiten un medi per transmetre's i, per tant, es poden propagar en el buit. També es propaguen en certs medis. Els camps magnètics i elèctrics són els que oscil·len al pas d'aquestes ones. Exemples inclouen la llum, els raigs infrarojos, els ultraviolats, les ones de ràdio i televisió, els microones i els raigs X.

Característiques Generals de les Ones

• Ones transversals: La direcció de propagació de l'ona és perpendicular a la direcció d'oscil·lació de les partícules. Això s'observa en líquids, en una corda, i en totes les ones electromagnètiques (com la llum).
• Ones longitudinals: La direcció de propagació de l'ona coincideix amb la direcció d'oscil·lació de les partícules. El so n'és un exemple típic.

Conceptes Clau de les Ones

La velocitat de fase és la velocitat amb què es transmet la pertorbació des del focus fins a un punt determinat del medi. És la velocitat a la qual es mouen les ones. Cal distingir-la de la velocitat d'oscil·lació de les partícules.

Front d'ona: És el conjunt de punts del medi als quals arriba la pertorbació en un instant de temps determinat. Aquests punts es troben en fase, és a dir, tenen el mateix estat de vibració. El front d'ona és sempre perpendicular a les diferents direccions de propagació de l'ona.

Raigs: Representen qualsevol direcció perpendicular als fronts d'ona. Els diferents raigs indiquen les diverses direccions de propagació de l'ona.