Onda para niños
En física, una onda es como una "sacudida" o "perturbación" que viaja a través del espacio. Imagina que lanzas una piedra a un estanque: las ondas se forman y se mueven. Lo importante es que las ondas transportan energía, pero no transportan la materia del lugar. Es decir, el agua del estanque sube y baja, pero no se mueve con la onda.
Las ondas pueden viajar en diferentes lugares. Pueden hacerlo en algo que tenga materia, como el aire o el agua. También pueden viajar en el vacío, donde no hay materia, como las ondas de luz.
Contenido
¿Qué es una Onda?
Una onda es el movimiento de una vibración que se propaga. Piensa en una cuerda que sacudes: la vibración viaja por la cuerda. La teoría de ondas es una parte de la física que estudia cómo se comportan estas vibraciones.
Aunque todas las ondas comparten algunas características, su origen les da propiedades especiales. Por ejemplo, las ondas de sonido son diferentes de las ondas de luz. Las ondas sonoras necesitan un medio (como el aire) para viajar y están relacionadas con el movimiento de las partículas. Las ondas de luz, en cambio, son radiación electromagnética y pueden viajar por el vacío.
Partes de una Onda
Para entender mejor las ondas, podemos identificar sus partes:
- Elongación: Es la distancia de un punto de la onda a la línea de equilibrio (el punto donde no hay perturbación).
- Cresta: Es el punto más alto de la onda, donde la elongación es máxima.
- Valle: Es el punto más bajo de la onda, opuesto a la cresta.
- Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
- Ciclo: Es una oscilación completa. Imagina que la onda va de una cresta a la siguiente cresta, o de un valle al siguiente valle.
- Amplitud: Es la altura de la cresta o la profundidad del valle desde la línea de equilibrio. Nos dice qué tan "grande" es la onda.
- Longitud de onda (λ): Es la distancia entre dos crestas seguidas, o dos valles seguidos.
- Periodo (T): Es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo.
- Frecuencia (f): Es el número de ciclos que ocurren en un segundo. Se mide en hercios. La frecuencia y el periodo están relacionados: si conoces uno, puedes calcular el otro.
- Velocidad de propagación: Es la rapidez con la que la onda se mueve. Se calcula dividiendo la longitud de onda entre el periodo.
Tipos y Comportamiento de las Ondas
Las ondas se pueden clasificar de varias maneras. Una forma es por cómo vibran sus partículas:
- Ondas transversales: Las partículas se mueven de arriba abajo, de forma perpendicular a la dirección en que viaja la onda. Las ondas en una cuerda o las ondas de luz son ejemplos.
- Ondas longitudinales: Las partículas se mueven hacia adelante y hacia atrás, de forma paralela a la dirección en que viaja la onda. Las ondas sonoras son un buen ejemplo.
Todas las ondas pueden mostrar ciertos comportamientos:
- Difracción: Cuando una onda se encuentra con un obstáculo o una abertura, se dobla y lo rodea.
- Efecto Doppler: Es el cambio en la frecuencia de una onda cuando la fuente que la emite o el observador se están moviendo. Por ejemplo, el sonido de una ambulancia cambia cuando se acerca o se aleja.
- Interferencia: Ocurre cuando dos o más ondas se encuentran en el mismo lugar y se combinan. Pueden sumarse y hacerse más grandes, o restarse y hacerse más pequeñas.
- Reflexión: Cuando una onda choca con una superficie y rebota, cambiando de dirección. El eco es un ejemplo de reflexión del sonido.
- Refracción: Cuando una onda pasa de un medio a otro (por ejemplo, del aire al agua) y cambia de dirección porque su velocidad cambia.
- Onda de choque: Se forma cuando varias ondas se superponen y crean una perturbación muy fuerte, como el "boom sónico" de un avión.
Polarización de las Ondas
Algunas ondas, como las ondas de luz, pueden estar "polarizadas". Esto significa que sus vibraciones ocurren en una dirección específica. Las ondas longitudinales, como el sonido, no pueden polarizarse porque sus vibraciones ya están en la misma dirección en que viajan.
Ejemplos Comunes de Ondas
Las ondas están por todas partes:
- Olas en el agua.
- Ondas de radio, microondas, luz visible, rayos X: Todas son tipos de radiación electromagnética. Viajan a la velocidad de la luz en el vacío (casi 300,000 kilómetros por segundo).
- Ondas sonoras: Son ondas mecánicas que nos permiten escuchar.
- Ondas sísmicas: Son las ondas que se producen durante los terremotos.
- Ondas gravitacionales: Son perturbaciones en el espacio-tiempo que fueron predichas por la relatividad general y detectadas recientemente.
Clasificación de las Ondas
Podemos clasificar las ondas de diferentes maneras:
Según el Medio de Propagación
- Ondas mecánicas: Necesitan un medio material (sólido, líquido o gas) para viajar. Las partículas del medio vibran, pero no se mueven con la onda. Ejemplos son las ondas sonoras o las olas del mar.
- Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio para propagarse y pueden viajar por el vacío. Son producidas por campos eléctricos y magnéticos que vibran. La luz es un ejemplo.
- Ondas gravitacionales: Son alteraciones en la forma del espacio-tiempo mismo.
Según su Dirección de Propagación
- Ondas unidimensionales: Se propagan en una sola dirección, como las ondas en una cuerda.
- Ondas bidimensionales o superficiales: Se propagan en dos dimensiones, como las ondas en la superficie de un estanque.
- Ondas tridimensionales o esféricas: Se propagan en todas direcciones, como el sonido o la luz.
Según el Movimiento de sus Partículas
- Ondas longitudinales: Las partículas del medio vibran en la misma dirección en que se mueve la onda.
- Ondas transversales: Las partículas del medio vibran de forma perpendicular a la dirección en que se mueve la onda.
Según su Periodicidad
- Ondas periódicas: La perturbación se repite en ciclos regulares, como una onda de radio constante.
- Ondas aperiódicas: La perturbación no se repite de forma regular.
Propiedades de las Ondas
Reflexión
Cuando una onda choca con una superficie y rebota, se produce la reflexión. La onda sigue viajando en el mismo medio, pero cambia de dirección. Un ejemplo es el eco, que es el sonido reflejado.
Refracción
La refracción ocurre cuando una onda cambia de dirección al pasar de un medio a otro (por ejemplo, del aire al agua). Esto sucede porque la velocidad de la onda cambia en el nuevo medio.
Difracción
La difracción es cuando una onda se dobla o se desvía al pasar por una abertura o al rodear un obstáculo. Es como si la onda se "esparciera" después de encontrar el borde.
Interferencia
La interferencia sucede cuando dos o más ondas se encuentran en el mismo lugar. Sus efectos se suman o se restan, creando un nuevo patrón de onda.
Véase también
En inglés: Wave Facts for Kids
- Electromagnetismo
- Explosión sónica
- Fotón
- Función periódica
- Ola
- Onda sonora
Galería de imágenes
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Cada partícula de un medio material en el que se propaga una onda mecánica de desplazamiento transversal realiza una oscilación armónica simple en dirección transversal a la dirección de propagación de la onda.
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Onda estacionaria (en negro) originada por la interferencia entre dos ondas progresivas en direcciones opuestas: en azul la que avanza hacia la derecha y en rojo la que se propaga hacia la izquierda. Los puntos rojos representan los nodos de la onda estacionaria.
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Onda con amplitud constante
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Ilustración de una onda (en azul) y su envolvente (en rojo)
