Onda
La onda es una oscilación que transfiere energía, una perturbación que se propaga en el espacio. Esta surge a partir de las vibraciones y oscilaciones de la materia, generando una energía que se transfiere a través de un medio material o el vacío.
Algunos ejemplos de ondas son la luz solar, las emisiones de radio, el microondas, el sonido que emitimos con nuestra voz o las olas en la superficie del agua.
Para ilustrar qué es una onda y cómo se propaga, imaginemos que agarramos un par de cuerdas que están atadas a un objeto pesado o una pared. Si las agitamos, veremos que las cuerdas describen un movimiento ondulatorio, es decir, se genera una onda que viaja desde nuestras manos hasta el objeto o pared.
La onda en las cuerdas surgió a causa de la energía cinética que hemos aplicado, a través de un cambio brusco de posición y de tensión. Esta energía ha de ir a algún lado; en este caso, en forma de una oscilación que transfiere la energía cinética hasta el objeto y pared.
Hay que aclarar que la onda transfiere energía, pero no materia. Al oscilar la cuerda, aunque esta se desplaza arriba y abajo, no se mueve hacia adelante a causa de la onda. Lo vemos también en las olas de agua al lanzar una piedra: la superficie del agua se desplaza arriba y abajo a causa de las ondas, pero las partículas permanecen en el mismo sitio al volver a un estado de reposo.
Existen diferentes tipos de ondas, e incluso de tamaños distintos. Ejemplos de ello son las ondas electromagnéticas, como la luz solar, o las ondas mecánicas, tales como el sonido. Las ondas pueden presentar oscilaciones tan pequeñas como de unos pocos milímetros o micrómetros, u otras tan grandes que alcanzan los kilómetros.
Partes de una onda
La onda contiene varios elementos a destacar, los cuales mencionamos a continuación.
Cresta o monte: es el punto más alto de la onda, la que presenta la máxima amplitud.
Valle: es el punto más bajo de la onda, que también puede ser de máxima amplitud pero en dirección opuesta.
Línea de equilibrio: es la línea que describiría la onda si no presentara ninguna oscilación.
Nodo: es el punto de la onda que intercepta la línea de equilibrio.
Antinodo: es el punto de la onda en la que se alcanza la amplitud máxima. Coincide con la cresta o valle.
Amplitud de onda: es la distancia entre la línea de equilibrio y la cresta o valle de la onda.
Ciclo: es la oscilación completa que comprende la longitud de onda, es decir, es una repetición en una onda periódica.
Longitud de onda: es la distancia entre dos puntos equivalentes de una onda periódica, simbolizado como λ. Por ejemplo, si medimos la distancia recorrida entre dos crestas o valles consecutivos, obtendremos la longitud de onda.
Período: es el tiempo que tarda la onda en realizar una oscilación completa o ciclo, y se simboliza como T.
Frecuencia: es el número de oscilaciones que describe una onda por unidad de tiempo, simbolizado como f. Usualmente, se mide en hercios (Hz), que son las oscilaciones por segundo.
Velocidad de propagación de una onda: es la rapidez con la que viaja la onda a través de un medio. También se llama velocidad de fase, y se calcula dividiendo la longitud de onda por su período.
Vea también Frecuencia en Física.
Tipos de ondas
La clasificación de ondas se puede realizar basándonos en diferentes parámetros. La manera de clasificar más común es según la naturaleza de la onda y el medio de propagación. En este sentido, hablamos de ondas mecánicas, electromagnéticas y gravitacionales.
Las ondas mecánicas son un tipo en el que la onda viaja a través de las perturbaciones de la materia. Es decir, se transmite gracias a las vibraciones y movimientos de las partículas, por lo que no puede desplazarse en el vacío.
Un ejemplo de onda mecánica es cuando lanzamos una piedra en un lago y choca contra la superficie del agua, formándose ondas circulares. Otro ejemplo es el sonido, pues una onda sonora se propaga por las vibraciones de partículas.
Las ondas electromagnéticas son ondas que presentan un campo eléctrico y otro magnético, los cuales que propagan de forma transversal. En este caso, las ondas no precisan de un medio material para propagarse, o sea, pueden transmitirse en el vacío. Un par de ejemplos de este tipo de ondas son la luz visible o los rayos ultravioleta.
Como dato curioso, las ondas electromagnéticas se propagan más rápidamente en el vacío. De hecho, ¡viajan a la velocidad de la luz!
Por último, las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio-tiempo que se generan por cuerpos masivos en movimiento, como los planetas.
Una segunda forma de clasificar las ondas es según la dirección de la propagación de la onda y la vibración de las partículas:
- Onda transversal: es aquella onda que se propaga perpendicularmente a la dirección de la oscilación de partículas, como las ondas en la superficie del agua.
- Onda longitudinal: es aquella onda que se propaga paralelamente a la dirección de la oscilación de partículas, como el sonido.
La tercera clasificación a cubrir sería basándonos en la periodicidad de las ondas:
- Onda periódica: la onda presenta un patrón de oscilaciones que se repite continuamente. Puede ser una onda muy simple o tan compleja como para tener varios tipos de oscilación, pero siempre de forma repetida.
- Onda aperiódica o no periódica: la onda no presenta un patrón de oscilaciones que se repite, es decir, las oscilaciones son diferentes a lo largo de su recorrido.
También podemos clasificar según la dimensión de la onda:
- Ondas unidimensionales: como la onda que describe el movimiento de una cuerda de guitarra.
- Ondas bidimensionales: como la propagación de ondas en la superficie del agua.
- Ondas tridimensionales: como la radiación solar o la propagación del sonido.
Para terminar, también existen las ondas estacionarias, es decir, ondas que vibran verticalmente sin viajar horizontalmente. Es el caso de las ondas unidimensionales, o de las ondas resultantes de la interferencia de dos ondas que se propagan en dirección opuesta y a la misma velocidad.
Vea también Sonido.
Características de una onda
En general, las ondas no presentan oscilaciones perfectas ni sencillas de describir. Una onda detectada en la naturaleza, especialmente una mecánica, presentará oscilaciones variadas sin una periodicidad perceptible. En este sentido, veremos muchas crestas y valles de diferente amplitud.
Las ondas, al juntarse o pasar por un mismo punto, pueden interferirse de forma positiva o negativa. Si es una interferencia positiva, la suma de las ondas da lugar a una onda de mayor amplitud. Si es una interferencia negativa, la amplitud resultante será menor.
Para profundizar, una interferencia positiva o constructiva sucede cuando la cresta de dos ondas distintas se encuentran en un mismo punto, por ejemplo. Al ser crestas, estas se suman, describiendo una onda de mayor amplitud. La negativa o destructiva, en cambio, sucede cuando la cresta de una onda entra en contacto con el valle de otra onda. El resultado es una onda de menor amplitud, e incluso pueden anularse.
Las ondas pueden presentar un fenómeno llamado Efecto Doppler. En este, un objeto en movimiento parece emitir ondas de diferentes frecuencias según su posición respecto a un observador.
Por ejemplo, cuando se aproxima una ambulancia con la sirena sonando, el sonido parece ser más agudo. Al acercarse a nosotros, las ondas sonoras emitidas son más cercanas, lo que implica menor longitud de onda y mayor frecuencia. Cuando se aleja, las ondas sonoras presentan mayor longitud de onda, por lo que la frecuencia baja; por lo tanto, la sirena suena más grave.
Todas las ondas se propagan a través de un medio material. No obstante, algunas ondas dejarán de propagarse una vez lleguen al vacío, como es el caso de las ondas mecánicas.
Las ondas se pueden mover a diferentes velocidades. Esto depende del tipo de onda, ya que una onda sonora viaja más lento que una electromagnética.
También influye el medio por el que se propagan. Por ejemplo, una onda mecánica se propagará más rápido en un sólido que en un gas. Las partículas de un sólido están más juntas, por lo que pueden transmitir con mayor facilidad la energía a través de vibraciones.
Continuando con lo anterior, las ondas pueden experimentar fenómenos como la reflexión, refracción o difracción. Cuando cambia el medio por el que se propagan las ondas, estas pueden cambiar de dirección y de sentido, además de amplificarse o atenuarse. Un ejemplo es la luz: al cambiar de medio, la velocidad y dirección de propagación varía.
Cómo citar: Rhoton, Stephen (20/01/2025). "Onda". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/onda/ Consultado:
