1)diferentes tipos de onda
Todas las ondas obedecen al principio de “transporte de energía sin desplazamiento de materia” y constituyen una gran familia en la que se puede identificar varios tipos, con diversas propiedades físicas. Existen en particular dos tipos: Las ondas mecánicas que para propagarse requieren un soporte material y las ondas electromagnéticas que no necesitan tal soporte.

Ondas mecánicas y acústicas

Golpear simplemente con un dedo la esquina de una mesa crea ondas mecánicas que se propagan en el aire (el sonido de percusión) y en la mesa (en forma vibración). Las olas son otro ejemplo, desde las ondulaciones en un estanque hasta una onda de marea. Las ondas sísmicas pertenecen a esta categoría, son la consecuencia de profundos choques geológicos y se propagan a través de la corteza terrestre.
En el otro extremo de la escala, pulsar una goma elástica la hace vibrar generando ondas mecánicas que la recorren.
El sonido es más universal: Se trata de una onda generada por la vibración mecánica de un material y que se desplaza a través del aire o el agua. Estas ondas acústicas son muy fáciles de ajustar o “modular”: Si se habla en una u otra dirección, si se grita o susurra, cada uno de estos cambios alterará la longitud, la amplitud de la onda y la frecuencia del sonido.

campos electromagnéticos
Las ondas electromagnéticas (conocidas también como campos electromagnéticos o CEM) constituyen una categoría igualmente variada, que se puede clasificar por bandas de frecuencia (conocidas como “espectro” electromagnético). Este espectro se extiende desde las frecuencias más bajas (por ejemplo, aquellas de las líneas eléctricas) hasta las frecuencias más altas (rayos UV, rayos X, rayos gamma). Entre estos dos extremos se encuentran las ondas de radio (o radiofrecuencias) presentes y utilizadas en las comunicaciones y, por supuesto, la luz: Todo lo que nuestros ojos ven es transmitido por campos electromagnéticos, cuya frecuencia corresponde a la franja “visible” del espectro. ¿Qué distingue entonces los campos electromagnéticos de las ondas acústicas? Los campos electromagnéticos no requieren ningún medio para atravesar grandes distancias a alta velocidad (como la luz de las estrellas) ni para atravesar el vacío o determinados materiales.

ondas ionizantes y no ionizantes: ¡no se admite ninguna confusión!
La frecuencia de una onda también refleja la cantidad de energía que puede transportar. A frecuencias muy altas, es decir, muy por encima del espectro visible, la cantidad de energía es tan grande que puede modificar la estructura de la materia que atraviesa, por ejemplo, alterando una molécula, liberando un electrón de un átomo y transformándolo en un ion.
Esta categoría de onda, conocida como “radiación ionizante” es un riesgo sanitario en caso de exposición prolongada. Por esta razón, se desaconseja pasar mucho tiempo en cabinas de bronceado UV y se recomienda al personal médico de radiología protegerse de los rayos X con dispositivos adecuados y delantales de plomo. Por el contrario, ninguna de las ondas situadas por debajo del espectro visible (y en particular las ondas de radio) tiene energía suficiente para romper un enlace atómico o molecular.

Muchos usos

Cada una de las diferentes bandas de frecuencia tiene su aplicación, entre otras:
Se utiliza las frecuencias bajas y muy bajas (menos de 50 kHz) en algunas comunicaciones submarinas (hidrófono) o incluso en detectores de metal. Son emitidas por las líneas de transporte de electricidad.
 (desde 100 kHz hasta 300 GHz aproximadamente) constituyen la mejor banda de espectro para las telecomunicaciones: Radio, televisión, radar, telefonía inalámbrica, telefonía móvil, Wi-fi, etc.
En lo que se refiere a las ondas infrarrojas, se utilizan en dispositivos de mando a distancia, equipos de visión nocturna o incluso dispositivos como lámparas para incubadoras de cría. Respetando reglas de seguridad específicas, las radiaciones ionizantes son también útiles. Así, se emplea los rayos ultravioletas en aparatos tan diversos como cabinas de bronceado, detectores de billetes falsos y dispositivos para la secuenciación del ADN.
Se utiliza los rayos X en radioscopia médica, así como en sistemas de seguridad de lugares públicos (escáneres de equipaje) y en la industria, en particular para verificar piezas de metalurgia. Por último, los rayos gamma tienen varias aplicaciones médicas en diagnóstico (gammagrafía) y terapia (radioterapia).

2)

Qué es la longitud de onda

A partir del ejemplo dado al comienzo de la piedra que tiramos al agua, las ondas que se generan o dibujan lo hacen con una forma sinusoide caracterizada por picos y valles. La distancia entre dos picos de la onda sinusoidal se llama longitud de onda.

Una onda se puede clasificar de dos maneras y la primera consiste en considerar la dirección de propagación de la vibración. Si la vibración se produce perpendicular a la dirección de propagación, hablamos de ondas transversales (como las del mar o las electromagnéticas). Si la vibración ocurre en la misma dirección que la propagación, estamos hablando de ondas longitudinales (como las ondas de sonido). La segunda clasificación requiere tomar en consideración los medios por los cuales las ondas se propagan. Este último puede ser un medio físico (como para las ondas que se extienden en un fluido) o el vacío (como para las ondas de luz y las ondas de radio). En cualquier caso, la onda siempre se define por la velocidad de propagación (v), por la longitud (lambda) y por la frecuencia (nu).

La longitud de onda se indica en metros y se define como la distancia entre dos puntos de máximo (picos) o dos puntos de mínimo (valles). La frecuencia se calcula en Hertz e indica la periodicidad de una onda, es decir, cuántas veces se repite en un intervalo de tiempo dado. Una frecuencia de «2 Hz» significa que la onda alcanza dos picos en un segundo. La velocidad de la onda está representada por los metros que viaja en un segundo. En el caso de las radiaciones electromagnéticas que se propagan en el vacío, esto es igual a la velocidad de la luz (300,000 km/s).

En la mayoría de problemas matemáticos relacionados con las ondas, suele tener que averiguarse cuál es la longitud de una determinada onda, para la cual suele aportarse como dato, esa frecuencia que acabamos de explicar.

Veamos a continuación, qué pasos podemos dar y cómo aplicar la fórmula de la longitud de onda:

Pasos para calcular la longitud de onda

Lo que vamos a hacer es tomar un ejemplo en concreto para que veáis cómo se hace el cálculo de la longitud de onda.

Imagina que una onda electromagnética tiene una frecuencia de 1,5 · 1014 Hz, es decir, que tenemos una onda electromagnética que se propaga en el vacío con una frecuencia de 1.5 · 1014 Hz y queremos determinar cuál es la longitud de esa onda.

Según lo explicado, tendremos que anotar que: la longitud de onda λ, la frecuencia ν y la velocidad de propagación c, están unidas entre sí por la siguiente relación matemática:

C = λ X v

A partir de esto, es posible derivar la fórmula para el cálculo de la longitud de onda:

λ = C / V

En la cual:

• λ es la longitud de onda que se mide en m.
• c es la velocidad de la luz en un vacío que vale 3 · 108 m/s.
• v es la frecuencia que se mide en Hz (Hz = 1 / s).

Al reemplazar los datos en nuestro poder, obtenemos esto:

λ = c / v = (3 · 108 m / s) / (1.5 · 1014 1 / s) = 2 · 10-6 m

Recordando que 1 μm = 10-6 m (en el cual μm es el símbolo del micrómetro), tenemos que:

2 · 10-6 m = 2 μm

Por lo tanto, la longitud de onda de la onda electromagnética es de 2 μm