Propiedades de las ondas
Guía completa sobre propiedades de las ondas incluyendo longitud de onda, frecuencia, amplitud, velocidad de onda, interferencia, difracción y más.
¿Qué es una onda?
Una onda es una perturbación que transfiere energía de un lugar a otro sin transferir materia. Las ondas pueden ser mecánicas (requieren un medio, como las ondas sonoras en el aire o las olas en el agua) o electromagnéticas (pueden viajar por el vacío, como la luz). Las ondas transversales oscilan perpendiculares a la dirección de propagación (como las ondas en una cuerda), mientras que las longitudinales oscilan paralelas a la dirección de propagación (como las ondas sonoras).
Longitud de onda, frecuencia y velocidad
Las tres propiedades fundamentales de una onda están relacionadas por v = f x lambda, donde v es la velocidad de la onda, f es la frecuencia (en hertz, Hz = ciclos por segundo), y lambda es la longitud de onda (la distancia entre crestas consecutivas). La amplitud es la altura máxima de la onda desde la posición de equilibrio y determina la intensidad o energía de la onda. El período T = 1/f es el tiempo para completar un ciclo.
Interferencia y superposición
Cuando dos ondas se encuentran, se superponen y la amplitud resultante es la suma algebraica de las amplitudes individuales. La interferencia constructiva ocurre cuando las crestas se alinean, produciendo una amplitud mayor. La interferencia destructiva ocurre cuando una cresta se alinea con un valle, reduciendo o cancelando la amplitud. Este principio explica los patrones de interferencia en la luz (como los anillos de Newton), los puntos muertos en el sonido y el funcionamiento de los auriculares con cancelación de ruido.
Difracción, reflexión y refracción
La difracción es la curvatura de las ondas alrededor de obstáculos o a través de aberturas. Es más pronunciada cuando el tamaño del obstáculo es comparable a la longitud de onda. La reflexión ocurre cuando una onda rebota en una superficie: el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. La refracción es el cambio de dirección de una onda al pasar de un medio a otro (como la luz que se curva al entrar en el agua), causado por un cambio en la velocidad de la onda. La ley de Snell cuantifica la refracción: n₁ sen(theta₁) = n₂ sen(theta₂).