¿Cuáles son los parámetros que forman la estructura de una onda?.

¿Cuáles son los parámetros que forman la estructura de una onda?

El desplazamiento máximo de la onda se denomina amplitud (A). La distancia entre dos puntos consecutivos de la onda que se encuentran en el mismo estado de vibración se llama longitud de onda (λ). En el esquema se observa que la onda es una oscilación que va pasando por máximos (crestas) y mínimos (valles); la longitud de onda corresponde a la separación existente entre dos valles o dos crestas consecutivas.

Imagen: Elementos principales de una onda

El tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda se denomina período (T). Si entendemos la onda como una sucesión de oscilaciones, el período es el tiempo que tarda en transcurrir una oscilación. La magnitud inversa del período recibe el nombre de frecuencia (f) y se mide en hercios (Hz).

f = 1 T

La frecuencia representa el número de ondas que se propagan en un segundo. Es una magnitud especialmente interesante, pues se utiliza habitualmente para caracterizar las ondas de radio, que se clasifican en rangos o bandas de frecuencia.

Las ondas se propagan a una velocidad v. Si consideramos que las ondas se desplazan con velocidad constante, el producto de la velocidad por el período es igual a la longitud de onda.

λ = v * T

La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío es de 300.000 km/s.

¿CUÁLES SON LOS PARÁMETROS QUE FORMAN LA ESTRUCTURA DE UNA ONDA?

Los parámetros que existen en la estructura de la onda son los siguientes:
Longitud de onda
Periodo
Frecuencia
Velocidad
Amplitud
                                              

Para medir la longitud de la onda se determina la distancia entre dos puntos. Lo mas como es medir la distancia entre dos crestas consecutivas y se mide en metros.

El procedimiento para determinar el periodo de una onda es poner en marcha el cronometro cuando pase una cresta y detenerlo cuando lo haga la que le sigue. Recordemos que el periodo es el tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de la onda pero esta medida en segundos

La frecuencia recordemos que es el número de oscilaciones que da en segundos. Para poder medir la frecuencia se puede contar el tiempo que tarda en dar, por ejemplo 10 oscilaciones.

Recordemos que la velocidad es la rapidez con que se desplaza la onda dependiendo el medio en el que se propague la onda. La velocidad se puede calcular a partir de los datos de longitud de onda y periodo o frecuencia.

La amplitud es el valor máximo que adquiere la perturbación. El procedimiento de la amplitud es medir la altura de la cresta y expresar el resultado de las unidades correspondientes.

Los parámetros que existen en la estructura de la onda son los siguientes:
longitud  de onda

Periodo

Frecuencia
Velocidad
Amplitud
                                              

LONGITUD DE ONDA

Para medir la longitud de la onda se determina la distancia entre dos puntos. Lo mas como es medir la distancia entre dos crestas consecutivas y se mide en metros.

La longitud de una onda es el período espacial de la misma, es decir, la distancia a la que se repite la forma de la onda. Normalmente se consideran dos puntos consecutivos que poseen la misma fase: dos máximos, dos mínimos, dos cruces por cero (en el mismo sentido). Por ejemplo, la distancia recorrida por la luz azul (que viaja a 299.792.458 m/s) durante el tiempo transcurrido entre dos máximos consecutivos de su campo eléctrico (o magnético) es la longitud de onda de esa luz azul. La luz roja viaja a la misma velocidad, pero su campo eléctrico aumenta y disminuye más lentamente que el de la luz azul. Por tanto, la luz roja tendrá una frecuencia menor, lo que hace que su longitud de onda (distancia entre puntos análogos de la onda) sea mayor. Por eso la longitud de onda de la luz roja es mayor que la longitud de onda de la luz azul.

Si representamos esta propiedad (el campo eléctrico en el ejemplo mencionado) en una gráfica entonces podemos decir que la longitud de onda la representamos en esa misma gráfica como la distancia entre dos máximos consecutivos. En otras palabras, describe lo larga que es la onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de presión en el aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen todas sus correspondientes longitudes de onda.

PERIODO:                                                                                                                                        El procedimiento para determinar el periodo de una onda es poner en marcha el cronometro cuando pase una cresta y detenerlo cuando lo haga la que le sigue. Recordemos que el periodo es el tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de la onda pero esta medida en segundos.

 Período (T) en una sinusoide

Es el menor conjunto de valores de X que corresponden a un ciclo completo de valores de la función; en este sentido toda función de una variable que repite sus valores en un ciclo completo es una función periódica.

En las gráficas de las funciones seno-coseno, secante-cosecante el período es 2π, mientras que para la tangente y cotangente el período es π.

LA FRECUENCIA

La frecuencia recordemos que es el número de oscilaciones que da en segundos. Para poder medir la frecuencia se puede contar el tiempo que tarda en dar, por ejemplo 10 oscilaciones.

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda):

Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.

Por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir, no se puede modificar por ningún proceso físico excepto por su velocidad de propagación o longitud de onda.

VELOCIDAD

Recordemos que la velocidad es la rapidez con que se desplaza la onda dependiendo el medio en el que se propague la onda. La velocidad se puede calcular a partir de los datos de longitud de onda y periodo o frecuencia.

Todas las ondas tienen una velocidad de propagación finita., en la cuyo valor influyen las fuerzas recuperadoras elásticas del medio y determinados factores de la masa del medio: la densidad lineal en las cuerdas; la profundidad del agua bajo la superficie, o el coeficiente adiabático, la masa molecular y la temperatura en el caso de la propagación del sonido en un gas.
En todos los casos la velocidad es constante y, como siempre, será:

Pero veamos qué es el que la onda recorre en un tiempo .

El periodo será el tiempo que transcurre entre dos instantes consecutivos en los cuales un punto del medio vuelve a poseer las mismas propiedades. Será pues igual siendo la frecuencia del movimiento oscilatorio del punto.
Por su parte el espacio recorrido por la onda en ese tiempo será la distancia en tre dos puntos consecutivos que se encuentran con la misma propiedad. A esa distancia se le llama longitud de onda, .
Por lo tanto