Movimiento Ondulatorio

Movimiento Rectilíneo y Vibratorio

En un movimiento rectilíneo, un móvil se desplaza a lo largo de una trayectoria recta. Si el movimiento no es rectilíneo, el móvil describe una trayectoria curva. El movimiento vibratorio es el movimiento rectilíneo y periódico de un punto material a uno y otro lado de su posición de equilibrio.

¿Qué es una Onda?

Una onda es la propagación de un movimiento vibratorio en un medio físico. La onda propaga energía cinética de la partícula que vibra, sin transportar la materia.

Clases de Ondas

Necesidad de un Medio Material para Propagarse:

• Ondas Mecánicas: Necesitan un medio material elástico (por ejemplo, la vibración de una cuerda).
• Ondas Electromagnéticas: No requieren un medio material para propagarse, pueden moverse en el vacío.

Relación entre Dirección de Propagación y Dirección de Vibración:

• Ondas Longitudinales: Son ondas en las que las partículas que vibran lo hacen en la misma dirección en la que se propaga el movimiento.
• Ondas Transversales: Son ondas en las que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda (por ejemplo, la vibración de una cuerda de guitarra).

El Sonido

Características

Las ondas del sonido se caracterizan por su longitud de onda, su periodo y su frecuencia.

Cualidades del Sonido

No todos los sonidos son iguales. Los sonidos presentan cualidades que permiten diferenciarlos:

• Intensidad: Es la cualidad que depende de la amplitud de la onda sonora, la cual permite clasificar los sonidos en fuertes y débiles. La intensidad de una onda sonora es la energía que transmite en cada segundo cuando atraviesa la unidad de superficie situada perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Se mide en W/m², normalmente se expresa en decibelios (dB).
• Tono: El tono de un sonido depende de su frecuencia. A los sonidos agudos les corresponden ondas de elevada frecuencia y a los sonidos graves, ondas de baja frecuencia. El tono es la cualidad del sonido que permite diferenciar un sonido agudo de uno grave.
• Timbre: Esta cualidad permite distinguir dos sonidos del mismo tono y de la misma intensidad producidos por dos cuerpos distintos. El sonido de tono puro está formado por una única frecuencia que es un tono fundamental. El tono de un sonido complejo viene formado por ondas de distintas frecuencias: sonidos armónicos del fundamental.

Reflexión y Refracción del Sonido

Cuando las ondas sonoras llegan a un obstáculo que se opone a su propagación, chocan con él y regresan en sentido contrario sin cambiar de velocidad ni de longitud de onda, pero sí de dirección: la onda se refleja. La reflexión del sonido produce eco, fenómeno que permite escuchar un sonido por segunda vez. Si el objeto que refleja el sonido se encuentra a menos de 17 m del foco emisor se produce la reverberación. Cuando la onda sonora llega al límite de un medio, puede continuar su propagación en un segundo medio, pero con velocidad y longitud de onda distintas: esto se conoce como refracción.

Contaminación Acústica

En las ciudades, como consecuencia de las actividades humanas, se producen ruidos que merman la calidad de vida de las personas. El nivel de ruido de las ciudades supera el máximo recomendado en muchas ocasiones. Algunos ruidos están por encima del umbral de dolor.

La Luz

Los objetos no se pueden ver en la oscuridad. La luz hace visibles los objetos que nos rodean. Ciertos cuerpos como el Sol o los filamentos incandescentes de las bombillas emiten luz, pero la mayoría de los cuerpos solo son visibles porque reciben luz de los cuerpos luminosos (por ejemplo, la Luna). Sin embargo, existen luces como las de los rayos ultravioleta que no vemos ni hacen visibles a nuestros ojos los objetos.

Naturaleza de la Luz

La luz es una onda transversal electromagnética que no necesita un medio material para propagarse. La luz se propaga en línea recta en el vacío y a través de medios transparentes homogéneos.

Velocidad de Propagación de la Luz

La luz se propaga en el vacío y en el aire con una velocidad constante de 300,000 km/s.

Reflexión de la Luz

La reflexión de la luz es un fenómeno ondulatorio que sucede cuando las ondas chocan contra un obstáculo que no las absorbe, por lo que retroceden cambiando de dirección y sentido, pero no la velocidad. Existen dos tipos de reflexión: difusa y especular.

Reflexión en Superficies Pulimentadas o Espejos

Desde el punto de incidencia del rayo sobre la superficie, se traza una línea perpendicular a la superficie (normal). Cuando el rayo llega a la superficie, hace un ángulo con la normal (ángulo de incidencia). El rayo se refleja en la superficie formando otro ángulo con la normal (ángulo de reflexión).

Leyes de la Reflexión:

• El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado siempre están en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Refracción de la Luz

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza.

Índice de Refracción (n)

El índice de refracción (n) de un medio transparente es la relación que existe entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y la velocidad de la luz en el medio (v): n = c/v.

Dispersión de la Luz

La dispersión de la luz es la descomposición en sus colores que experimenta un rayo de luz compleja al atravesar un prisma.

Espectro Electromagnético

Las características importantes que definen una onda son la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad. La luz visible se encuentra comprendida entre 400 y 700 nm (nanómetros). Las luces invisibles se han clasificado según su longitud de onda, creando el espectro electromagnético. En el vacío, todas las ondas electromagnéticas viajan a 300,000 km/s.

Contaminación Lumínica

La contaminación lumínica es la emisión directa o indirecta de luz procedente de fuentes artificiales hacia la atmósfera.

Efectos de la Contaminación Lumínica:

• Dispersión de la luz hacia el cielo: se origina porque la luz interactúa con las partículas de aire, desviándose en todas direcciones.
• Intrusión lumínica: se produce cuando la luz artificial procedente de la calle entra por las ventanas en el interior de las viviendas.
• Deslumbramiento: se origina cuando la fuente de luz artificial incide directamente sobre el ojo.
• Sobreconsumo energético: es la consecuencia inmediata de los factores anteriores.