Lectura 9: Las ondas y sus elementos

Las ondas son manifestaciones de la energía liberada cuando se perturba o altera un medio físico. Son más evidentes cuando se presentan en forma de luz o sonido, aunque las ondas de radio, los rayos X, los ultrasonidos, la electricidad y otros fenómenos que no percibimos fácilmente a través de los sentidos, son también ondas.

Elementos de una onda
Las ondas tienen los siguientes elementos: las crestas o partes altas de la onda, los valles o partes más bajas de la onda, la longitud de onda (λ) o distancia entre dos crestas o dos valles, la amplitud (A) o altura de una cresta o profundidad de un valle desde la línea de equilibrio, el periodo (T) o tiempo que tarda una onda en completar una oscilación y la frecuencia (f) o número de oscilaciones de la onda en un segundo.

La amplitud se mide en metros. Está relacionada con la energía o intensidad de la onda. En una onda sonora, representa el volumen del sonido (a mayor volumen, mayor la amplitud); en la luz, está relacionada con la intensidad luminosa (aumenta la intensidad, al acercarnos a la fuente luminosa); en la electricidad, está relacionada con la tensión eléctrica o voltaje (a mayor voltaje, mayor intensidad).

La gráfica de la izquierda representa un ciclo u oscilación de onda cuyo tiempo de duración es el periodo.

La frecuencia se mide en Hertz (Hz). También está relacionada con la energía de las ondas, pero determina otras características: en el sonido, la frecuencia determina el tono. Según este, los sonidos pueden ser graves o agudos (de baja y alta frecuencia respectivamente); la corriente alterna usada en América tiene una frecuencia de 60 (Hz).

La longitud de onda se mide en metros. Determina algunas características de las ondas, como el color en el caso de la luz, donde varia de 4×10^-9 metros en el violeta a 7×10^-9 metros en el rojo.

Las ondas se propagan según las fórmulas: La primera indica que la velocidad es proporcional a la longitud de onda, e inversamente proporcional al periodo. Es decir que la velocidad aumenta si la longitud de onda aumenta, pero si el periodo aumenta la velocidad disminuye. La segunda formula indica que la velocidad aumenta si aumenta la longitud de onda o si aumenta la frecuencia.

Estas representaciones de las ondas son convencionales. En la naturaleza, las ondas rara vez se mueven en un solo plano. Las ondas de luz blanca, por ejemplo, vibran en todos los planos perpendiculares a la línea de desplazamiento.

Taller de elctura 9:

1. ¿Qué son las ondas?
   
2. ¿Cuándo las ondas son más evidentes?
   
3. ¿Qué fenómenos que no percibimos facilmente, son ondas?
   
4. Dibuje una onda y ubique todos sus elementos.
   
5. Dibuje los demás esquemas y copie su descripción.
   
6. Escriba el nombre, el símbolo, la unidad en que se mide y la definición de cada uno de los siguientes elementos: longitud de onda, amplitud, periodo y frecuencia.
   
7. ¿Con qué se relaciona la amplitud de una onda de sonido, lumínica y eléctrica?
   
8. ¿Qué característica del sonido está relacionada con la frecuencia?
   
9. ¿Qué elemento una onda lumínica determina el color?
   
10. Copie las fórmulas de velocidad de propagación de las ondas y escriba que indica dcada una.
    
11. Copie la siguiente tabla de fórmulas:
    

    Fórmulas principales	Fórmulas complementarias
    		Longitud de onda igual a velocidad por periodo.
    		Periodo igual a longitud de onda sobre (dividido) velocidad.
    		Longitud de onda igual a velocidad sobre frecuencia.
    		Frecuencia igual a velocidad sobre longitud de onda.

    Copie las preguntas 12 a 16 y respóndalas marcando con x la respuesta correcta
    Responda las preguntas 12 y 13 con base en la siguiente información: El electrocardiograma de una persona sana muestra ondas con longitud de onda constante. Crestas de menor amplitud que representan la contracción auricular, crestas de mayor amplitud durante la contracción ventricular y pequeñas zonas de amplitud casi cero durante la diástole. Todas estas alternadas.
    

12. Si las crestas correspondientes a la contracción ventricular son menos altas de lo normal, puede decirse del corazón del paciente que:
    
    1. Aumentó su frecuencia cardiaca
       
    2. No hay sístole auricular
       
    3. Disminuyó la tensión eléctrica de las células del corazón
       
    4. Aumento la tensión de las descargas eléctricas del corazón
13. Si las longitudes de onda dejan de ser iguales, puede estarse alterando:
    
    1. la frecuencia cardiaca alterando el periodo de las ondas
       
    2. la tensión eléctrica en las células cardiacas
       
    3. la amplitud de las ondas cardiacas
       
    4. la frecuencia cardiaca sin alterar el periodo de las ondas
14. La luz blanca es una mezcla de ondas de diferente frecuencia que se desplazan con igual velocidad. De tal manera que:
    
    1. Todas presentan la misma longitud de onda
       
    2. Las ondas de mayor longitud de onda tienen mayor frecuencia
       
    3. Las ondas de menor longitud de onda tienen mayor frecuencia
       
    4. Las ondas tienen la misma frecuencia pero diferente periodo
15. Un ejemplo del poder energético de las ondas está en los rayos laser con los cuales se puede cortar incluso acero. Estas ondas deben tener:
    
    1. Longitudes de onda muy grandes
       
    2. Periodos de más de un segundo
       
    3. Múltiples planos de vibración
       
    4. Frecuencias muy altas
16. Cuando movemos el dial del equipo de radio para seleccionar la emisora que queremos escuchar, lo que estamos cambiando es:
    
    1. La frecuencia de las ondas que el aparato captará
       
    2. La amplitud de las ondas para escuchar mejor
       
    3. La cantidad de energía que consume el aparato
       
    4. La frecuencia con que emite la emisora seleccionada.