Ondas y movimientos armónicos
Para existir una onda necesita en primer lugar la existencia de un medio elástico. Las partículas de ese medio se encuentran unidas por fuerzas que obedecen a la ley de Hooke. Al perturbar una parte del sistema, esta se mueve con un movimiento armónico simple. Pero al mismo tiempo este movimiento, mediante las fuerzas elásticas, se transmite a las partículas vecinas formándose la onda.
Cada parte del medio elástico se pone en movimiento con un poco de retardo respecto a la anterior. Cómo resultado una onda estará formada por infinidad de partículas con movimientos armónicos defasados unos respecto de otros.
En esta simulación realizada con java puedes ver perfectamente la formación de una onda a partir de un movimiento armónico que se trasmite a su alrededor:
Las ondas periódicas se pueden clasificar en longitudinales o transversales. Las ondas transversales son aquellas con las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda; como por ejemplo las ondas en una cuerda, parte de las ondas en el agua y las ondas electromagnéticas. Ondas longitudinales son aquellas con vibraciones paralelas en la dirección de la propagación de las ondas; ejemplos incluyen ondas sonoras y algunas ondas sísmicas.
A veces las ondas no son simples ondas transversales sinusoidales sino una combinación de ambas.
Todas las ondas tiene un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:
Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.
Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.
Solo las ondas transversales se pueden polarizar.
También se suelen clasificar las ondas en ondas mecánicas, ondas electromagnéticas y otras ondas.
Ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, luz ultravioleta, rayos X, y rayos gamma conforman la radiación electromagnética. En este caso, la propagación es posible sin un medio, a través del vacío. Estas ondas electromagnéticas viajan a 299,792,458 m/s en el vacío. En estas ondas la magnitud que vibra, que cambia es el campo eléctrico y magnético.
En ondas mecánicas podemos incluir las ondas sonoras — una onda mecánica que se propaga por el aire, los líquidos o los sólidos, las ondas en el agua, las ondas sísmicas etc.
Recientemente se han incorporado a las ondas otros fenómenos como las ondas de tráfico (esto es, la propagación de diferentes densidades de vehículos, etc.) — estas pueden modelarse como ondas cinemáticas como hizo Sir M. J. Lighthill o las Ondas gravitacionales, que son fluctuaciones en la curvatura del espacio-tiempo predichas por la relatividad general. Estas ondas aún no han sido observadas empíricamente.
Una ola rompiendo contra las rocas
