Ondas: Propagación y Características

ONDA: Representación de un movimiento ondulatorio resultado de la propagación de una oscilación de algún parámetro en un medio. Es la propagación de una perturbación en alguna magnitud física como densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético de un medio como el vacío, el aire, el agua, un cuerpo metálico, etc.

Parámetros de una Onda

PARAMETROS ONDA:

• Amplitud: Distancia vertical entre una cresta y el eje de propagación de la onda. Existen ondas cuya amplitud es variable.
• Longitud de onda: Distancia entre dos crestas/valles consecutivos de la onda.
• Frecuencia: Número de cambios completos por unidad de tiempo, se expresa en Hz. Un hercio equivale a una oscilación o ciclo por segundo.
• Nodo: Punto de equilibrio del movimiento oscilatorio.
• Período: Tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente. Es inverso a la frecuencia: T=1/f.

Tipos de Ondas

TIPOS ONDAS:

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio elástico (sólido, líquido, gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio.

Un ejemplo de ondas mecánicas son las ondas sonoras. Para propagarse precisan de un medio (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación. Estas ondas viajan más rápido en los sólidos que en los líquidos, y más en los líquidos que en el aire. En el vacío no se propagan. Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Ejemplo: ultrasonidos.

• Ondas electromagnéticas: Se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto se debe a que las ondas electromagnéticas se producen por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado.

Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300.000 km/s. Ejemplo: ondas luminosas que dan luz visible.

Bien seleccionadas, este tipo de ondas tiene numerosas aplicaciones estéticas entre las que destacan el láser, la luz pulsada, la termoterapia por infrarrojos o el bronceado por radiación ultravioleta.

A los parámetros ya expuestos, hay que añadir otros propios de su naturaleza electromagnética como son la intensidad del campo eléctrico (E), la intensidad del campo magnético (H) y la velocidad de propagación (c).

La velocidad de una onda electromagnética en el espacio es igual a la velocidad de la luz, pero la velocidad en los materiales depende de las propiedades eléctricas de estos.

Radiación Electromagnética (REM)

LAS REM: La radiación electromagnética es una onda que se origina por la confluencia de un campo magnético y uno eléctrico perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación de la onda.

Cuando una onda electromagnética se propaga a través de un medio distinto al vacío, se dice que este es transparente para esta onda.

Un medio determinado puede ser transparente para unas y opaco para otras. Así por ejemplo: opaco= luz visible, transparente= rayos X

Toda onda electromagnética supone una propagación de energía por lo que puede transmitir energía desde el sistema que la produce hasta que la recibe.

Propiedades de la Radiación Electromagnética

PROPIEDADES:

La radiación electromagnética se transmite a través del espacio a grandes velocidades bajo distintas formas: luz, calor, rayos X, microondas u ondas de radio; y no necesita medio material para su propagación.

• Modelo ondulatorio: Explica la radiación electromagnética como si se tratasen de ondas, pero no puede explicar su comportamiento en cuanto a su absorción y emisión por la materia.
• Modelo corpuscular: Considera la radiación electromagnética como un flujo de partículas discretas llamadas fotones, con las que se pueden explicar la absorción o emisión por los cuerpos.

A esta propiedad de las radiaciones electromagnéticas se le llama «dualidad onda-partícula» y hace referencia a que cada fotón tiene una energía directamente proporcional a la frecuencia de la onda asociada. Para cualquier onda electromagnética, a mayor longitud de onda, menor frecuencia y menor energía.

La energía asociada a una radiación electromagnética viene dada por la ecuación de Planck:

E = h×f Donde E es la energía del fotón, h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la onda. La longitud de onda ¥ y la frecuencia f, están relacionadas entre sí por la ecuación; f=c/¥

Donde f es la frecuencia de la onda, ¥ es su longitud de onda y c es la velocidad de la luz en el vacío.

Espectro Electromagnético

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO:

Las ondas electromagnéticas se ordenan en función de su longitud de onda y su frecuencia en el espectro electromagnético, que se extiende desde las ondas de menor longitud y alta frecuencia, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda y menor frecuencia, que son las ondas de radio.