domingo, 8 de enero de 2012

las ondas

Onda electromagnetica
Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. Y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda que admiten las ecuaciones de Maxwell. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse; es decir, pueden desplazarse por el vacío.
Clasificación de las ondas
Las ondas luminosas son ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dentro del rango de la luz visible.
  • Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. La velocidad puede ser afectada por algunas características del medio como: la homogeneidad, la elasticidad, la densidad y la temperatura. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.
  • Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300000 km por segundo, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagnético, objeto que mide la frecuencia de las ondas.
  • Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.
En función de su propagación o frente de onda

  • Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.
  • Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie líquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra en ella.
  • Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.
[editar] En función de la dirección de la perturbación
  • Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven (ó vibran) paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.
  • Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
[editar] En función de su periodicidad
  • Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.
  • Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas también se denominan pulsos.
Características de las ondas
Las ondas electromagnéticas son siempre transversales y se producen debido a cargas electricas aceleradas.

2) Siempre se propagan a la velocidad de la luz

3) Pueden propagarse incluso en el vacio (lo cual NO ocurre con las ondas sonoras, que no lo pueden atravesar)

4) Vibran el campo eléctrico y el magnético perpendicularmente entre

5) Las ondas electromagnéticas transportan energía.LA VARIACIÓN DEL FLUJO DE ENERGÍA QUE ATRAVIESA LA UNIDAD DE SUPERFICIE DE UN ÁREA PERPENDICULAR al flujo, queda descrito por el célebre Vector de POYNTING:
S =1/n0(E x B)
donde E representa el vector campo electrico asociado a la onda electromagnética y B el vector campo magnético asociado a la componente perpendicular al anterior de la onda electromagnética
En cuanto a n0 es la permeabilidad magnética del vacío.


6) Las ondas electromagnéticas transportan momento lineal y por ello tiene sentido hablar del a "presión de la radiacción sobre una superficie, la cual viene dada por la sencilla expresión: P= S/c
(en la cual c es la velocidad de la luz ; y S es el módulo del vector de Poynting)

7) Este tipo de ondas también se reflejan, refractan y presentan fenómenos de difracción (similar a las de la luz)

8) El espectro electromagnético incluye una gama muy amplia de frecuencias y longitudes de onda todas ellas relacionadas`por la expresión: c = L* F donde:L= longitud de onda;
F= frecuencia de la onda; c es la velocidad de la luz
Propiedades de las ondas
Para su propagación, las ondas electromagnéticas no requieren de un medio material específico, pues pueden viajar incluso por el espacio extraterrestre.

Las ondas electromagnéticas, como se mencionó anteriormente, se propagan por el vacío a la velocidad de la luz (300 000 km/seg aproximadamente), hasta que su energía se agota. A medida que la frecuencia se incrementa, la energía de la onda también aumenta.

Este tipo de ondas presenta las mismas propiedades físicas inherentes al movimiento ondulatorio.
El espectro electromagnético se puede organizar de acuerdo con la frecuencia correspondiente de las ondas que lo integran, o de acuerdo con sus longitudes. Hacia un extremo del espectro se agrupan las ondas más largas, como las correspondientes a frecuencias de sonidos que puede percibir el oído humano, mientras que en el otro extremo se agrupan las ondas extremadamente más cortas, pero con mayor energía y mayor frecuencia en hertz, como las pertenecientes a las radiaciones gamma y los rayos cósmicos.
En la siguiente ilustración se puede observar la distribución de las ondas dentro del espectro electromagnético