Ondas
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Las ondas son perturbaciones que transportan energía sin transportar materia. Permiten explicar fenómenos como el sonido, la luz, los terremotos y las señales de comunicación.
Este tema es un componente habitual en la PAES del DEMRE.
A continuación se presentan los tipos de ondas, sus propiedades, los fenómenos ondulatorios y el espectro electromagnético.
Longitud de onda (λ): distancia entre dos puntos consecutivos en fase (cresta a cresta). Se mide en metros.
Frecuencia (f): número de ciclos por segundo. Se mide en hertz (Hz). Período (T) = 1/f.
Velocidad de la onda: v = λ·f. En un medio dado, la velocidad es constante, así que si f aumenta, λ disminuye.
El sonido en el aire viaja a ~340 m/s. La luz en el vacío viaja a c = 3 × 10⁸ m/s.
Refracción: la onda cambia de velocidad y dirección al pasar a otro medio. Ley de Snell: n₁·senθ₁ = n₂·senθ₂.
Difracción: la onda se curva al pasar por una abertura o rodear un obstáculo. Es más notable cuando la abertura es comparable a la longitud de onda.
Interferencia constructiva: dos ondas en fase se refuerzan. Interferencia destructiva: ondas desfasadas se anulan.
Efecto Doppler: la frecuencia percibida cambia cuando la fuente o el observador se mueven. Acercándose: frecuencia mayor. Alejándose: frecuencia menor.
Tono: depende de la frecuencia (agudo = alta f, grave = baja f). Rango audible humano: 20 Hz - 20.000 Hz.
Intensidad: depende de la amplitud. Se mide en decibelios (dB). 0 dB: umbral de audición. 120 dB: umbral de dolor.
Todas viajan a la velocidad de la luz en el vacío. Mayor frecuencia = mayor energía (E = h·f).
La luz visible es solo una pequeña porción del espectro, con λ entre ~400 nm (violeta) y ~700 nm (rojo).
Te deseamos mucho éxito en tu Preparación PAES.
Este tema es un componente habitual en la PAES del DEMRE.
A continuación se presentan los tipos de ondas, sus propiedades, los fenómenos ondulatorios y el espectro electromagnético.
Tipos de ondas
Según el medio: mecánicas (necesitan medio: sonido, agua) y electromagnéticas (no necesitan medio: luz, radio, rayos X).Propiedades de las ondas
Amplitud (A): máximo desplazamiento respecto a la posición de equilibrio. Determina la intensidad (volumen del sonido, brillo de la luz).Longitud de onda (λ): distancia entre dos puntos consecutivos en fase (cresta a cresta). Se mide en metros.
Frecuencia (f): número de ciclos por segundo. Se mide en hertz (Hz). Período (T) = 1/f.
Velocidad de la onda: v = λ·f. En un medio dado, la velocidad es constante, así que si f aumenta, λ disminuye.
El sonido en el aire viaja a ~340 m/s. La luz en el vacío viaja a c = 3 × 10⁸ m/s.
Fenómenos ondulatorios
Reflexión: la onda rebota al cambiar de medio. El ángulo de incidencia es igual al de reflexión.Refracción: la onda cambia de velocidad y dirección al pasar a otro medio. Ley de Snell: n₁·senθ₁ = n₂·senθ₂.
Difracción: la onda se curva al pasar por una abertura o rodear un obstáculo. Es más notable cuando la abertura es comparable a la longitud de onda.
Interferencia constructiva: dos ondas en fase se refuerzan. Interferencia destructiva: ondas desfasadas se anulan.
Efecto Doppler: la frecuencia percibida cambia cuando la fuente o el observador se mueven. Acercándose: frecuencia mayor. Alejándose: frecuencia menor.
Sonido
El sonido es una onda mecánica longitudinal. Necesita un medio para propagarse (no viaja en el vacío).Tono: depende de la frecuencia (agudo = alta f, grave = baja f). Rango audible humano: 20 Hz - 20.000 Hz.
Intensidad: depende de la amplitud. Se mide en decibelios (dB). 0 dB: umbral de audición. 120 dB: umbral de dolor.
Espectro electromagnético
Las ondas electromagnéticas se clasifican por longitud de onda: radio > microondas > infrarrojo > visible > ultravioleta > rayos X > rayos gamma.Todas viajan a la velocidad de la luz en el vacío. Mayor frecuencia = mayor energía (E = h·f).
La luz visible es solo una pequeña porción del espectro, con λ entre ~400 nm (violeta) y ~700 nm (rojo).
Cierre
Las ondas explican fenómenos tan diversos como el sonido, la luz y las comunicaciones. Distinguir entre ondas mecánicas y electromagnéticas, y dominar la relación v = λf, es la base para resolver cualquier problema ondulatorio.Te deseamos mucho éxito en tu Preparación PAES.