¿Qué son las ondas?

Si sacudimos una cuerda por uno de sus extremos observaremos cómo esa agitación se desplaza a lo largo de toda su longitud.  Si se producen varias sacudidas, o «pulsos», se generará un movimiento ondulatorio, es decir, una onda.

Una sucesión de pulsos genera un tren de ondas, es decir, un movimiento ondulatorio.

La energía que provoca este movimiento ondulatorio se transmite de una partícula a otra, ya que éstas se encuentran muy próximas y establecen interacciones entre sí. Las partículas vibran, se mueven en torno a una posición de equilibrio, pero no avanzan junto con la onda: la onda propaga energía pero no materia.

Una onda es la propagación de una determinada perturbación (producida en un punto denominado foco), en la que se produce un transporte de energía pero no de materia.

Igual que en la cuerda, una sacudida también serviría para generar una onda en un muelle.

Sin embargo, existe otra forma de conseguirlo. Si estiramos o comprimimos uno de sus extremos, se provocará un movimiento ondulatorio que se propaga a lo largo del muelle, en la misma dirección en la que se produce la perturbación:

Una sucesión de expansiones y compresiones en el muelle genera un movimiento ondulatorio que se propaga en la misma dirección que la vibración.

Así, podemos hacer una primera clasificación de las ondas atendiendo a la relación que hay entre su dirección de propagación y la dirección en la que se produce la vibración:

• Ondas transversales son aquellas en las que la dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las ondas en una cuerda, las ondas en la superficie del agua o la luz.

• Ondas longitudinales son aquellas en las que la dirección de vibración y de propagación coinciden. Por ejemplo, el sonido o las ondas en un muelle que se estira/comprime longitudinalmente.

También podemos clasificar las ondas atendiendo a las dimensiones por las que se propagan:

• Ondas unidimensionales: se propagan en una sola dimensión, como las ondas en una cuerda o un muelle.

• Ondas bidimensionales: se propagan en el plano, como las ondas producidas en la superficie de un líquido.

• Ondas tridimensionales: se propagan en el espacio, como las ondas sonoras o la luz.

Se llama frente de onda a todos los puntos que, en un determinado instante, se encuentran en el mismo estado de vibración, es decir, que han sido alcanzados por una onda al mismo tiempo. Según la forma del frente de ondas, podemos distinguir ondas planas, circulares y esféricas.

Las ondas generadas en la superficie del agua al dejar caer un cuerpo sobre ella son esféricas.

El sonido o la luz generan ondas esféricas, que se pueden considerar planas cuando el foco emisor está muy alejado.

Los rayos son las líneas perpendiculares a los frentes de onda e indican la dirección y el sentido de la propagación.

Finalmente, las ondas también pueden caracterizarse según la manera en que se propagan y el tipo de energía que transportan:

• Ondas mecánicas: son aquellas que transportan energía mecánica y requieren un medio material para su propagación (no se transmiten en el vacío). Entre ellas se encuentran las ondas de una cuerda o las ondas sonoras.

• Ondas electromagnéticas: son aquellas que transportan energía electromagnética, producida por oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos perpendiculares, que pueden propagarse en el vacío. Son las ondas de luz visible, radio, TV, microondas…

Hoy en día podríamos considerar un tercer tipo de ondas: las ondas gravitacionales, que son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por cuerpos masivos acelerados, predichas por Einstein y recientemente confirmadas.

Simulación de ondas gravitacionales generadas por la colisión de dos agujeros negros

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