Ondas
Estas preguntas de Ondas están alineadas con el PNE del MEP en Costa Rica.
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Extraer la longitud de onda, la frecuencia o la amplitud a partir de una gráfica, como las que registran un sismo o las olas del Pacífico costarricense, es la tarea que domina un ítem sobre ondas. Confundir la amplitud con la longitud de onda, como si una onda más alta fuera necesariamente más rápida, es el error más común. Costa Rica, por su actividad sísmica, ofrece un contexto natural para este contenido, y estos ejercicios para las PNE del MEP piden relacionar correctamente frecuencia, período y velocidad de propagación.
Este tema es un componente habitual en las PNE del MEP.
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 para las PNE.