Tipos de ondas y características: amplitud y frecuencia
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Las ondas se clasifican de dos maneras: según si necesitan un medio para viajar (mecánicas o electromagnéticas) y según la dirección en que vibra el medio respecto a la dirección en que avanza la onda (transversales o longitudinales). Sus características principales son amplitud, longitud de onda, frecuencia, periodo y velocidad de propagación.
Tipos de onda
Según si necesitan medio:
- Mecánicas: necesitan un material para propagarse, como aire, agua o un sólido. Ejemplos: el sonido, una ola en el mar, una onda en una cuerda.
- Electromagnéticas: no necesitan medio y también viajan en el vacío. Ejemplos: la luz, las ondas de radio, los rayos X.
Según la dirección de la vibración:
- Transversales: las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección en que avanza la onda. Si sacudes una cuerda de arriba abajo, verás una onda transversal.
- Longitudinales: las partículas vibran en la misma dirección en que avanza la onda. Se forman zonas de compresión (partículas juntas) y de rarefacción (partículas separadas). El sonido en el aire es longitudinal.
Las dos clasificaciones son independientes. El sonido, por ejemplo, es mecánico y longitudinal a la vez. La luz es electromagnética y transversal.
Características
Amplitud (A): la distancia desde la posición de equilibrio hasta la cresta o hasta el valle. Se relaciona con la energía de la onda. En el sonido se percibe como volumen.
Longitud de onda (λ): la distancia entre dos crestas consecutivas, o entre dos puntos equivalentes. Se mide en metros.
Frecuencia (f): el número de vibraciones completas por segundo. Se mide en hertz (Hz). En el sonido se percibe como tono.
Periodo (T): el tiempo que tarda una vibración completa. Es el inverso de la frecuencia: T = 1/f.
Velocidad de propagación (v): qué tan rápido avanza la onda. Se relaciona con la longitud de onda y la frecuencia así:
v = λ · f
Para practicarla, toma un sonido de 440 Hz que viaja por el aire a unos 343 m/s (valor aproximado a 20 °C). Su longitud de onda es λ = 343 / 440 ≈ 0.78 m. Si la frecuencia se duplica a 880 Hz, en el mismo aire la velocidad no cambia, así que la longitud de onda se reduce a la mitad, unos 0.39 m.
Errores comunes y cómo corregirlos
| Error | Versión correcta |
|---|---|
| "Una onda con más frecuencia viaja más rápido." | En un mismo medio, la velocidad se mantiene. Si sube la frecuencia, baja la longitud de onda. |
| "La amplitud es la distancia entre dos crestas." | Esa distancia es la longitud de onda. La amplitud va del equilibrio a la cresta. |
| "El sonido es una onda electromagnética." | El sonido es mecánico: necesita aire, agua o un sólido. Por eso no se transmite en el vacío. |
| "La luz necesita un medio para viajar." | La luz es electromagnética y viaja también en el vacío. |
| "Un sonido más fuerte tiene más frecuencia." | Más fuerte significa mayor amplitud, es decir, más volumen. El tono depende de la frecuencia. |
Cuando el problema te da frecuencia y velocidad, despeja la longitud de onda con λ = v / f. Cuando te da longitud de onda y frecuencia, calcula la velocidad con v = λ · f. Escribe la fórmula antes de sustituir números. Así es más difícil invertir una división.
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