Ondas - Explicación y definición de una onda

¿Qué es una onda?

Una onda se define como el fenómeno ondulatorio y físico por medio del cual se propaga energía sin materia de un punto a otro del espacio a través de algún medio sólido, líquido, gaseoso o a través del vacio. Terremotos, el sonido de una guitarra, la luz que nos llega del sol o las olas del mar son fenómenos naturales en donde las ondas desempeñan un papel fundamental.

Para que se produzca una onda es imprescindible y necesario que ocurra una perturbación al sistema, es decir es necesario que se produzca una variación de alguna propiedad física del sistema como la presión, la temperatura, la densidad... la cual produce la vibración inicial que se transmite a lo largo de una región del espacio en forma de energía.

Imaginemos que tenemos una cuerda anclada a un punto, si desde el otro extremo tiramos con firmeza de la cuerda estamos produciendo una perturbación o impulso que hace vibrar el extremo de la cuerda inicial, propagándose dicha vibración hasta el otro extremo anclado, en este ejemplo podemos apreciar como la perturbación ha creado la vibración que se ha transmitido por la cuerda en forma de energía.

Cuando lanzamos una piedra a un estanque observamos como el impacto inicial produce una seri de ondas alrededor, en este ejemplo la perturbación inicial ha sido el impacto de la piedra el cual se ha propagado a través del agua de una región a otra del estanque.

Características de las ondas.

Todas las ondas de la naturaleza disponen de una serie de características o parámetros propios, el conocimiento de dichos parámetros nos permitirá conocer y predecir el comportamiento de la onda:

• Amplitud (A) - Representa la distancia existente entre el punto más alto conocido como cresta y el eje horizontal de la onda, la amplitud está directamente ligado con la intensidad, de tal forma que a mayor amplitud de una onda sonora mayor será la intensidad o los decibelios, a mayor amplitud de una onda sísmica mayor será la energía transportada.

• Longitud de onda (λ) - Representa la distancia entre 2 crestas o valles de una onda, dicho parámetro está inversamente ligado con la energía que transporta la onda, a menor longitud mayor energía y a mayor longitud menor es la energía asociada.

• Frecuencia (F) - Representa el número de oscilaciones que ha realizado la onda en un periodo establecido de tiempo.

• Periodo (T) - Representa al tiempo necesario para que una onda complete una oscilación.

• Velocidad de propagación - Es la distancia que recorre la onda por unidad de tiempo y su valor depende de las propiedades del medio a que atraviesa como densidad, temperatura, presión...

Por último la función de onda es la representación matemática por medio de la cual podemos calcular y conocer todas las propiedades y características de las ondas así como las posiciones y movimientos de cada una de las partículas del medio en instantes específicos durante la propagación.

El estudio de todos estos parámetros nos ha permitido conocer y profundizar sobre este fenómeno físico permitiendo el desarrollo de las telecomunicaciones inalámbricas como la telefonía móvil, la radio, la televisión o el GPS, por otro lado utilizamos las ondas como la base fundamental para la creación de diversos instrumentos como el sónar que ayudan a los barcos a navegar sin peligro, máquinas de ultrasonidos utilizados para la realización de ecografías en el área médica o en detectores de velocidad utilizados en los radares.

Tipos y clasificación de las ondas

Podemos clasificar el amplio catálogo de ondas existentes en función de:

Según el medio por el cual se propagan:

• Electromagnéticas - Son aquellas que se propagan a través del vacio, por ejemplo la luz, las ondas de radio, microondas o los infrarrojos son ejemplos de ondas electromagnéticas

• Mecánicas - Son aquellas que necesitan de un medio solido, líquido o gaseoso para poder propagarse, por ejemplo el sonido se propaga a través del aire, las ondas sísmicas se propagan a través de la corteza terrestre y las olas se propagan a través del agua del mar.

• Gravitacionales - Este tipo de ondas no se desplazan por ningún medio dado a que son el resultado de la deformación espacio-tiempo según la teoría relativista de Einstein.

Según la dirección de propagación:

• Transversales - Son aquellas que se propagan en dirección vertical o perpendicularmente a la perturbación inicial.

• Longitudinales - Son aquellas que se propagan en dirección horizontal o paralelamente a la perturbación inicial.

Según el plano de vibración:

• Unidimensionales - Son aquellas que se propagan en una sola dimensión del espacio, por ejemplo la onda resultante al estirar de una cuerda.

• Bidimensionales - Son aquellas que se propagan en 2 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas que se producen al dejar caer una gota sobre un vaso de agua.

• Tridimensionales - Son aquellas que se propagan en las 3 dimensiones del espacio, por ejemplo las ondas sonoras de un relámpago.

Ahora que ya conoces le concepto de onda, ¿sabías que los murciélagos utilizan un biosonar basado en ondas sonoras por el cual emiten sonidos a alta frecuencia para orientarse?