1.0 Introduccion Movimiento ondulatorio

Movimiento Ondulatorio

La mayoría de nosotros vimos por primera vez las ondas cuando, en nuestra infancia, dejamos caer una piedra en un estanque de agua. La perturbación creada por la piedra genera ondas acuáticas que se desplazan hacia afuera hasta que, finalmente, alcanzan el borde del estanque. Hay una amplia variedad de fenómenos físicos que tienen características de tipo ondulatorio. El mundo está lleno de ondas: ondas sonoras, ondas de una cuerda, ondas sísmicas y ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, las señales de televisión y los rayos X. Todas estas ondas tienen como fuente un objeto que vibra. Por tanto, se utiliza la terminología y los conceptos del movimiento armónico simple en el estudio del movimiento ondulatorio.

En el caso de las ondas, las vibraciones que producen ondas surgen de fuentes tales como las cuerdas vocales de una persona o una cuerda de guitarra que se tañe. Las vibraciones de los electrones de una antena producen ondas de radio o de televisión, y el simple movimiento hacia arriba y hacia abajo de una mano puede producir una onda en una cuerda. Cualquiera que sea el tipo de onda en cuestión, hay ciertos conceptos  que son comunes a todas las variedades.

 

Serwey - Faughn, Física, Quinta edición.

1.1 ¿Qué es una onda?

¿Qué es una onda?

Como señalamos, cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, la perturbación causada por la piedra genera ondas acuáticas, las cuales se alejan del punto en el que la piedra entró en el agua. Si se examina con detenimiento el movimiento de una hoja que flota cerca de la perturbación, se verá que se mueve de arriba abajo y hacia atrás y hacia adelante en torno a su posición original pero no experimenta un desplazamiento neto que podamos atribuir a la perturbación. Es decir, la onda acuática (o perturbación) se desplaza de un lugar a otro pero no se lleva el agua consigo.

Einstein e Infeld hicieron estos comentarios acerca de los fenómenos ondulatorios:

Un rumor  que se inicia en Washington llega a Nueva York muy pronto, pese a que ninguno de los individuos que toman parte en su difusión viaja entre estas dos ciudades. Son dos movimientos muy diferentes los que intervienen en el fenómeno: el del rumor, de Washington a Nueva York, y el de las personas que difunden el rumor. El viento, al pasar sobre un campo de trigo, crea una onda que se extiende por todo el campo. También en este caso debemos distinguir entre el movimiento de la onda y el movimiento de las plantas individuales, las cuales experimentan solo pequeñas oscilaciones….Las partículas que constituyen el medio ejecutan únicamente vibraciones pequeñas, pero el movimiento total es el de una onda progresiva. Lo que es fundamentalmente nuevo en este asunto es que, por primera vez, se considera el movimiento de algo que no es materia, sino energía que se propaga a través de materia.

Cuando observamos lo que se conoce como una onda acuática, lo que vemos es una reorganización de la superficie del agua. Sin el agua no habría onda. Una onda que se propaga en una cuerda no existiría sin la cuerda. Las ondas sonoras se propagan en el aire como resultado de variaciones de presión entre un punto y otro. El movimiento ondulatorio corresponde a la perturbación de un cuerpo o medio. Es una perturbación periódica que viaja a través de un medio. Por tanto, podemos considerar una onda como el movimiento de una perturbación. Todas las ondas transportan energía y cantidad de movimiento. La cantidad de energía transmitida a través de un medio y el mecanismo por el cual se transporta la energía difieren en los distintos casos. Por ejemplo, la energía que las olas del océano transportan durante una tormenta es mucho mayor que la que transporta una onda sonora generada por una sola voz humana.

 

Serway - Faughn, Física, Quinta edición.