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¿Qué es una onda? En física, se conoce como onda a la propagación de energía (y no de masa) en el espacio debido a la perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético. Este fenómeno puede darse en un espacio vacío o en uno que contenga materia (aire, agua, tierra, etc.). Las ondas se producen como consecuencia de oscilaciones y vibraciones de la materia , que se propagan en el tiempo según lo descrito por la Teoría de ondas , la rama de la física encargada de comprender dicho fenómeno, sumamente común en el universo. De acuerdo al origen de las ondas o de la naturaleza del medio a través del cual se propagan, dependerán los efectos de su aparición y sus características. Así, podemos hablar de ondas de luz, de sonido, etc., cada una con propiedades físicas y frecuencias diferentes , dependiendo, entre otras cosas, del medio en el que se propagan y de cuánta energía transportan. Algunas ondas, como las sonoras, no pueden transportarse en el vacío, requieren de un medio físico. Otras, como las ondas electromagnéticas, pueden hacerlo perfecta y velozmente: es así como operan los satélites artificiales que reenvían información a la Tierra mediante microondas. Podemos clasificar las ondas de acuerdo a distintos criterios. Según el medio en que se propagan :
- Ondas mecánicas. Precisan de un medio elástico (líquido, gaseoso o sólido) y de condiciones determinadas de temperatura y presión, para propagarse efectivamente. Por ejemplo: las ondas sonoras que se propagan por el aire o por el agua.
- Ondas electromagnéticas. No requieren de un medio porque se pueden propagar en el vacío. Por ejemplo: la luz.
- Ondas gravitacionales. Alteraciones del espacio-tiempo (recién confirmadas por la ciencia). Según su periodicidad :
- Ondas periódicas. Presentan ciclos repetitivos.
- Ondas no periódicas. Presentan ciclos irregulares. Según su dirección :
- Ondas unidimensionales. Se propagan a través de una sola dimensión en el espacio.
- Ondas bidimensionales. Se propagan a través de dos dimensiones y se suelen llamar también superficiales.
- Ondas tridimensionales. Se propagan en tres dimensiones y suelen llamarse esféricas. Según el movimiento del medio :
- Ondas longitudinales. Las partículas del medio se mueven en la misma dirección en que se propaga la onda.
- Ondas transversales. Las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Partes de una onda Una onda se compone de las siguientes partes: Cresta. Es el punto máximo en la ondulación. Valle. Es el punto más bajo de una onda (lo contrario de la cresta). Período. Es el tiempo que demora la onda en ir desde una cresta hasta la siguiente, o sea, en repetirse. Se representa con la letra T. Amplitud. Representa la variación máxima del desplazamiento, la distancia vertical entre la cresta y el punto medio de la onda. Se representa con la letra A. Frecuencia. Es el número de veces que la onda se repite en una unidad determinada de tiempo, razón por la cual se calcula según la fórmula f = 1/T. Se representa con la letra f. Longitud de onda. Es la distancia entre dos crestas consecutivas de la ondulación. Se representa con el símbolo λ (lamda).
En cambio, las ondas mecánicas precisan de un medio físico para propagarse, como puede ser el agua, un metal o el aire. Por ejemplo, cuando arrojamos una piedra a un estanque, la piedra provoca una onda que se propaga a través del agua. Espectro electromagnético Te explicamos qué es el espectro electromagnético, en qué regiones se divide, para qué se usa y cómo fue descubierto. ¿Qué es el espectro electromagnético? El espectro electromagnético es la distribución de energías de las radiaciones electromagnéticas. Se puede expresar en términos de energía aunque más comúnmente se hace en términos de la longitud de onda y frecuencias de las radiaciones. Se extiende desde las radiaciones con menor longitud de onda (los rayos gamma) hasta las de mayor longitud de onda (las ondas de radio). Se compone de diversos subrangos o porciones, cuyos límites no son del todo definidos y tienden a superponerse. Cada franja del espectro se distingue de las otras en el comportamiento de sus ondas durante la emisión, transmisión y absorción, así como en sus aplicaciones prácticas.
Las ondas electromagnéticas son vibraciones de los campos eléctricos y magnéticos que transportan energía. Estas ondas se propagan en el vacío a velocidad de la luz. Al hablar del espectro electromagnético de un objeto, nos referimos a las distintas longitudes de onda que emite (llamado espectro de emisión) o absorbe (llamado espectro de absorción), generando así una distribución de energía en forma de un conjunto de ondas electromagnéticas. Las características de dicha distribución dependen de la frecuencia o la longitud de onda de las oscilaciones, así como de su energía. Las tres cantidades están asociadas entre sí: a un dada una longitud de onda le corresponde una frecuencia y una energía determinadas. Las ondas electromagnéticas pueden asociarse a una partícula llamada fotón. El espectro electromagnético se descubrió a raíz de los experimentos y los aportes del británico James Maxwell, quien descubrió la presencia de las ondas electromagnéticas y formalizó las ecuaciones de su estudio (conocidas como las ecuaciones de Maxwell). Ver también: Electromagnetismo Regiones del espectro electromagnético El espectro electromagnético, en principio, es prácticamente infinito (por ejemplo la mayor longitud de onda sería el tamaño del universo) y continuo, pero hasta el momento hemos podido conocer algunas de sus regiones, conocidas como bandas o segmentos. Estas son, de menor a mayor:
Onda larga de radio. Con una longitud de onda menor a 104 m y una frecuencia mayor a 30×103. Onda de radio de muy baja frecuencia. Con una longitud de onda mayor a 104 m, una frecuencia menor a 30×103 Hz. Las regiones del espectro electromagnético son los rayos gamma, los rayos x, la radiación ultravioleta, el espectro visible, las microondas, y la radiofrecuencia. Usos del espectro electromagnético espectro electromagnético rayos x usos medicina Los rayos X son utilizados en medicina para observar el interior del cuerpo. Los usos del espectro electromagnético pueden ser muy diversos. Por ejemplo: Las ondas de frecuencia de radio. Se emplean para transmitir información por el aire, tales como emisiones de radio, televisión o Internet Wi-Fi. Las microondas. Se emplean también para transmitir información, como las señales de telefonía móvil (celular) o las antenas microondas. También lo emplean los satélites como mecanismo de transmisión de información a tierra. Y sirven, al mismo tiempo, para calentar comida en los hornos microondas. La radiación ultravioleta. Es emitida por el Sol y absorbida por las plantas para la fotosíntesis, así como por nuestra piel cuando nos bronceamos. También alimenta los tubos fluorescentes y permite la existencia de instalaciones como los solárium. La radiación infrarroja. Es la que transmite el calor desde el Sol a nuestro planeta, desde un fuego a los objetos a su alrededor, o desde una calefacción al interior de nuestras habitaciones. El espectro de luz visible. Hace visibles las cosas. Además, puede aprovecharse para otros mecanismos visuales como el cine, las linternas, etc. Los rayos X. Se emplean en la medicina para tomar impresiones visuales del interior de nuestros cuerpos, como de nuestros huesos, mientras que los rayos gamma, mucho más violentos, se emplean como forma de radioterapia o tratamiento para el
cáncer, dado que destruyen el ADN de las células que se reproducen desordenadamente. Importancia del espectro electromagnético En el mundo contemporáneo, el espectro electromagnético es un elemento clave para las telecomunicaciones y la transmisión de información. También es imprescindible en técnicas exploratorias (tipo radar/sonar) del espacio exterior como una forma de comprender fenómenos astronómicos distantes en el tiempo y el espacio. Tiene diversas aplicaciones médicas y prácticas que son, además, parte de lo que hoy tomamos como calidad de vida. Por eso su manipulación es, sin duda, unos de los grandes descubrimientos de la humanidad. Espectro visible Qué es el espectro visible de la luz, su rango de longitud de onda y los colores que lo componen. Además, qué es la luz.
Los humanos podemos hacerlo únicamente ayudados por instrumentos y dispositivos ópticos de nuestra invención.
