Introducción a las ondas

[0:16]En esta videolección estudiaremos qué es una onda y cómo se clasifican. Convivimos con las ondas a diario, gracias a ellas podemos ver los objetos que nos rodean, comunicarnos usando el celular, calentar nuestra comida en el microondas, ver un bebé en el vientre de su madre, diagnosticar si tenemos una fractura, y además las ondas sonoras nos hacen llegar la música. La definición cotidiana de onda plantea que una onda es la propagación de una o más perturbaciones en un medio. Por ejemplo, las gotas de lluvia al caer en un charco producen en el medio, que es el agua, perturbaciones que se propagan en forma de círculos concéntricos. En el caso del violín, las ondas se propagan por sus cuerdas, por su cuerpo y por el aire que lo rodea. Esta definición implica que haya una o varias perturbaciones, que estas perturbaciones se deben propagar y que debe existir un medio para que se propaguen. Otra definición más general de onda es que una onda es una forma de transmisión de energía sin propagación de materia en el espacio y o en el tiempo. Esta definición implica que no es necesario un medio para que una onda se propague. Que hay una transformación de energía, por ejemplo, de elástica a cinética y que no debe haber desplazamiento de materia. Observar que en el resorte se ha resaltado un lugar con rojo. Ese lugar oscila cuando la onda pasa, pero la materia de ese lugar no se desplaza con la onda. Se propaga la onda, pero no el medio. Las ondas se pueden clasificar según distintos criterios. Veremos tres. El primero es si necesitan o no de un medio material elástico para propagarse. El segundo está referido a la dirección del de propagación de la onda con respecto a la dirección del movimiento de las partículas del medio. Y el último criterio que veremos tiene que ver con las dimensiones en las que se propaga. Veremos ahora en detalle cada uno de ellos. En el primer criterio, si las ondas necesitan un medio material elástico para propagarse, se llaman ondas mecánicas. Y un ejemplo de este tipo de ondas es el sonido que necesita del aire u otro medio para propagarse. Estas ondas, al propagarse, hacen oscilar las moléculas, transfiriendo parte de su energía a la molécula siguiente. Las transformaciones de energía están asociadas al trabajo mecánico. Otro ejemplo de este tipo de ondas son las que se propagan en cuerdas y resortes. Las ondas no mecánicas no necesitan un medio material elástico para propagarse. En este grupo se encuentran las ondas electromagnéticas y las gravitatorias. Estas ondas también se pueden propagar en medios materiales, pero se desplazan debido a cambios en los campos. En las electromagnéticas se producen cambios en los campos magnético y eléctrico. La luz, las ondas de radio y TV, las microondas, los rayos X son algunos ejemplos. Las ondas gravitatorias se producen por cambios en el espacio-tiempo. En 1916 Einstein predijo su existencia y recién 100 años después, en 2016 se pudo comprobar su existencia. Para el segundo criterio, tenemos en cuenta si la dirección de propagación de la onda es perpendicular a la dirección del movimiento de las partículas del medio. En ese caso se llaman transversales, por ejemplo, ondas en cuerdas o en la superficie de un lado. Si la dirección de propagación de la onda es paralela a la dirección del movimiento de las partículas del medio, son ondas longitudinales, por ejemplo, el sonido. El tercer criterio de clasificación está dado por la dirección del movimiento de la onda. La onda es unidimensional si se propaga a lo largo de una línea, como las ondas que se propagan en cuerdas y resortes. La onda es bidimensional si se propaga sobre un plano, como las que se producen en la superficie del agua o en la lonja de un tambor. La onda es tridimensional si se propaga en el espacio, como la luz y el sonido. Hemos revisado en esta videolección la definición de onda cotidiana y general y visto otros criterios para clasificarlas. Espero tus comentarios, gracias.