Periodo de una ola
Además de la amplitud, la frecuencia y el periodo, las ondas también se caracterizan por su longitud de onda y su velocidad. La longitud de onda λλ es la distancia entre partes idénticas adyacentes de una onda, paralela a la dirección de propagación. La velocidad de onda vwvw es la velocidad a la que se mueve la perturbación.
Consideremos la onda de agua periódica de la figura 13.7. Su longitud de onda es la distancia de cresta a cresta o de valle a valle. La longitud de onda también puede considerarse como la distancia que ha recorrido una onda después de un ciclo completo o un período. El tiempo de un movimiento completo de subida y bajada es el periodo T de la onda de agua simple. Su amplitud X es la distancia entre la posición de reposo y el desplazamiento máximo -la cresta o la depresión- de la ola. Es importante señalar que este movimiento de la ola es en realidad la perturbación que se desplaza hacia la derecha, no el agua en sí; de lo contrario, el ave se desplazaría hacia la derecha. En cambio, la gaviota se balancea hacia arriba y hacia abajo en su lugar mientras las olas pasan por debajo, recorriendo una distancia total de 2X en un ciclo. Sin embargo, como se menciona en el texto sobre el surf, las olas reales del océano son más complejas que este ejemplo simplificado.
Amplitud de una onda
En el apartado anterior hemos descrito las ondas periódicas por sus características de longitud de onda, periodo, amplitud y velocidad de la onda. Las ondas también pueden describirse por el movimiento de las partículas del medio por el que se mueven. La posición de las partículas del medio puede modelarse matemáticamente como funciones de onda, que pueden utilizarse para encontrar la posición, la velocidad y la aceleración de las partículas del medio de la onda en cualquier momento.
Un pulso puede describirse como una onda que consiste en una única perturbación que se mueve a través del medio con una amplitud constante. El pulso se mueve como un patrón que mantiene su forma mientras se propaga con una velocidad de onda constante. Como la velocidad de la onda es constante, la distancia que el pulso se mueve en un tiempo [latex] \text{Δ}t [/latex] es igual a [latex] \text{Δ}x=v\text{Δ}t [/latex] ((Figura)).
Figura 16.8 El pulso en el tiempo [latex] t=0 [/latex] está centrado en [latex] x=0 [/latex] con amplitud A. El pulso se mueve como un patrón con forma constante, con un valor máximo constante A. La velocidad es constante y el pulso se mueve una distancia [latex] \text{Δ}x=vtext{Δ}t [/latex] en un tiempo [latex] \text{Δ}t. [/latex] La distancia recorrida se mide con cualquier punto conveniente del pulso. En esta figura se utiliza la cresta.
Qué determina la longitud de onda
La izquierda muestra la interferencia constructiva (superposición) en la que las dos ondas se suman (por ejemplo, 1+1=2). La derecha muestra la interferencia deconstructiva (superposición), en la que las dos ondas se anulan mutuamente (por ejemplo, 1+(-1)=0).
Cuando la luz se transmite a través de un límite entre dos medios con diferentes índices de refracción, parte de la luz se refleja y la parte restante se refracta (para más información, véase el apartado 4.4).
El índice de refracción y el ángulo crítico están relacionados por la siguiente ecuaciónLa reflexión interna total sólo se produce cuando el rayo de luz se propaga desde un medio ópticamente más denso a otro menos denso.
Posición de equilibrio
Una onda sinusoidal, onda sinusoidal o simplemente sinusoide es una curva matemática definida en términos de la función trigonométrica sinusoidal, de la que es la gráfica[1] Es un tipo de onda continua y también una función periódica suave[2] Se da con frecuencia en matemáticas, así como en física, ingeniería, procesamiento de señales y muchos otros campos.
La onda sinusoidal es importante en física porque conserva su forma de onda cuando se añade a otra onda sinusoidal de la misma frecuencia y fase y magnitud arbitrarias. Es la única forma de onda periódica que tiene esta propiedad. Esta propiedad le confiere importancia en el análisis de Fourier y la hace única desde el punto de vista acústico.
El sonido de la guitarra, que también es una onda sinusoidal con un desplazamiento de fase de π/2 radianes. Debido a esta ventaja, se suele decir que la función coseno adelanta a la función seno o que el seno retrasa al coseno. El término sinusoidal se refiere, por tanto, a las ondas sinusoidales y a las cosenoidales con cualquier desfase.
Para el oído humano, un sonido formado por más de una onda sinusoidal tendrá armónicos perceptibles; la adición de diferentes ondas sinusoidales da lugar a una forma de onda diferente y, por tanto, cambia el timbre del sonido. La presencia de armónicos superiores además de la fundamental provoca una variación en el timbre, que es la razón por la que la misma nota musical (la misma frecuencia) tocada en diferentes instrumentos suena diferente. Por otra parte, si el sonido contiene ondas aperiódicas junto con ondas sinusoidales (que son periódicas), entonces el sonido se percibirá como ruidoso, ya que el ruido se caracteriza por ser aperiódico o tener un patrón no repetitivo.
