Ondas: Tipos, Características y Propagación de Sonido y Luz

Ondas: Conceptos Fundamentales y Clasificación

1. Movimiento ondulatorio: Consiste en una forma de transmisión de energía, sin transporte de materia, mediante la propagación de una perturbación llamada onda.

Clasificación de las Ondas

2. Clases de ondas:

(Según su naturaleza)

• Ondas Mecánicas: Son aquellas que requieren un medio material para propagarse, transmitiendo una perturbación a través de él. Ejemplos: ondas sonoras en el aire, ondas en el agua.
• Ondas Electromagnéticas: Se generan por la variación de un campo electromagnético en el espacio y pueden propagarse sin necesidad de un medio material. Ejemplos: luz, ondas de radio, rayos X.

(Según la dirección de vibración)

• Ondas Longitudinales: La vibración se produce en la misma dirección que la propagación de la onda.
• Ondas Transversales: La vibración es perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

Características de las Ondas

3. Características de las ondas:

• Amplitud (A): Valor máximo del desplazamiento de una partícula respecto a su posición de equilibrio.
• Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos consecutivos que están en el mismo estado de vibración.
• Periodo (T): Tiempo que invierte un punto en efectuar una vibración completa.
• Frecuencia (f): Número de vibraciones que se producen por unidad de tiempo.
• Velocidad de propagación (v): Distancia a la cual se propaga la onda dividida entre el tiempo que emplea en hacerlo.

El Sonido: Naturaleza y Propagación

4. SONIDO:

Acústica: Parte de la física que estudia la naturaleza del sonido, el modo en que se propaga y sus cualidades.

Sonido: Es una forma de transmisión de energía originada por la vibración de un cuerpo. Se propaga mediante ondas mecánicas y es capaz de estimular el sentido del oído.

El sonido requiere:

• La existencia de un cuerpo que vibre (el foco sonoro).
• La presencia de un medio material elástico capaz de recuperar rápidamente su forma inicial. Este medio permite la propagación de las perturbaciones producidas por el foco sonoro.
• Un agente receptor, como el oído, que transmite las vibraciones al cerebro, donde se interpretan.

Las ondas sonoras son longitudinales, ya que las partículas del medio transmisor vibran en la dirección de propagación de las ondas. La velocidad con que se propaga el sonido depende de las características del medio. En el aire, el sonido se propaga a 340 m/s y en el agua a 1460 m/s.

Cualidades del Sonido

5. CUALIDADES DEL SONIDO:

• Intensidad: Es el volumen acústico con que se percibe un sonido y corresponde a la amplitud de la onda sonora. Un sonido de gran amplitud es fuerte, y uno de pequeña amplitud es débil. El nivel de intensidad sonora que percibe el oído se mide en decibelios (dB). Los sonidos de menos de 10 dB son difícilmente audibles, mientras que los superiores a 100 dB producen molestias. A partir de 140 dB podemos experimentar daños.
• Tono: Es la frecuencia de un sonido. Los sonidos de baja frecuencia son graves y los de elevada frecuencia son agudos. El oído no puede percibir todos los tonos. El espectro de frecuencias audibles comprende desde 20 Hz hasta 20.000 Hz. Los sonidos de frecuencia inferior a 20 Hz (infrasonidos) y los de frecuencia superior a 20.000 Hz (ultrasonidos) no son perceptibles.
• Timbre: Cualidad que depende de la forma de la onda sonora y que permite distinguir dos instrumentos diferentes que tocan un mismo tono con la misma intensidad. Gracias al timbre reconocemos la voz de las personas. El diapasón vibra con una única frecuencia y origina una onda sonora pura. Los sonidos están formados por una onda principal y unas secundarias, o armónicos, que se superponen a la onda principal. Las diferencias son las que permiten distinguir entre instrumentos o voces diferentes.

La Luz: Naturaleza y Óptica

6. LUZ: Forma de transmisión de energía emitida por los objetos luminosos. Se propaga mediante ondas electromagnéticas y es capaz de estimular la vista. La luz está formada por ondas electromagnéticas que consisten en un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí, que se propagan a la vez.

La óptica es la parte de la física que estudia la naturaleza de la luz, el modo en que se propaga y los fenómenos luminosos que se producen en su propagación.