Clasificación y Propiedades de las Ondas

Tipos de Ondas

Según su Medio de Propagación

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio material para transportarse.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material para transportarse.

Según su Dirección de Vibración y Propagación

• Ondas transversales: Vibran perpendicularmente a la dirección en que avanzan.
• Ondas longitudinales: Vibran en la misma dirección en la que se propagan.

Según la Forma de la Onda

• Frente de onda: Conjunto de puntos que están en el mismo estado de vibración.
• Ondas esféricas: Aquellas cuyo frente de onda tiene forma circular o de esfera.
• Ondas planas: Cuyo frente de onda es plano o con líneas rectas.

Según su Número de Dimensiones

• Ondas unidimensionales: Se propagan en una sola dirección (línea recta).
• Ondas bidimensionales: Se propagan en un plano.
• Ondas tridimensionales: Se propagan en todo el espacio (volumen).

Fenómenos Ondulatorios

Reflexión

Se produce cuando una onda choca con una superficie y se propaga en el mismo medio, cambiando de dirección.

1. El rayo incidente, la recta normal (perpendicular a la superficie en el punto de incidencia) y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano.
2. El ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la normal) es igual al ángulo de reflexión (formado por el rayo reflejado y la normal).

Refracción

La refracción ocurre cuando una onda pasa de un medio a otro, cambiando su velocidad y dirección de propagación.

1. El rayo incidente, la recta normal y el rayo refractado (que se propaga en el segundo medio) se encuentran en el mismo plano.
2. Ley de Snell: n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂, donde:

• n₁: índice de refracción del primer medio.
• θ₁: ángulo de incidencia.
• n₂: índice de refracción del segundo medio.
• θ₂: ángulo de refracción.

Principio de Huygens

Cada punto de un frente de onda puede considerarse como un nuevo foco emisor de ondas secundarias. La envolvente de estas ondas secundarias en un instante dado forma el nuevo frente de onda.

Difracción

Es la desviación de una onda al encontrar un obstáculo o abertura cuyas dimensiones son comparables a su longitud de onda.

Interferencia

Se produce cuando dos o más ondas se superponen en el espacio. La onda resultante es la suma algebraica de las amplitudes de las ondas individuales.

• Interferencia constructiva: Se produce cuando las ondas individuales están en fase, lo que resulta en una amplitud mayor en la onda resultante.
• Interferencia destructiva: Se produce cuando las ondas individuales están fuera de fase, lo que resulta en una amplitud menor o nula en la onda resultante.

Condición para máximos de interferencia: Δx = nλ, donde:

• Δx: diferencia de camino óptico entre las ondas.
• n: número entero (0, 1, 2, 3...).
• λ: longitud de onda.

Condición para mínimos de interferencia: Δx = (2n + 1)λ/2, donde:

• Δx: diferencia de camino óptico entre las ondas.
• n: número entero (0, 1, 2, 3...).
• λ: longitud de onda.