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¿Qué es onda?




Enviado por edwin_sonic



    1. Clases de
      onda
    2. Elementos de una
      onda
    3. Periodo y
      frecuencia
    4. El sonido
    5. Resonancia
    6. Efecto
      Doppler
    7. Infrasonidos y
      ultrasonido

    Son perturbaciones que se producen en un medio material
    y que se propagan al transcurrir el tiempo.

    CLASES DE
    ONDA

    Las ondas se
    clasifican en dos formas:

    1. Atendiendo al Medio de Propagación: las
      ondas pueden ser mecánicas y electromagnéticas.
      Las ondas mecánicas requieren un medio natural o
      elástico que vibre; por ejemplo, las ondas en el agua y en
      la cuerda. Las ondas electromagnéticas no necesitan un
      medio material para propagarse, se propagan en el vacío.
      El calor del
      Sol nos llega a través de estas ondas. También
      las ondas de las estaciones de radio y
      televisión.
    2. Atendiendo a la Dirección de Propagación:
      estas ondas pueden ser transversales y
      longitudinales.

    ONDAS
    TRANSVERSALES

    Las ondas transversales son aquellas en las que las
    partículas del medio vibran perpendicularmente a la
    dirección de propagación de la onda.

    Cuando producimos una onda en una cuerda,
    ésta avanza hasta llegar al otro extremo, cada punto del
    medio al ser alcanzado vibra, de forma tal que sube y baja, pero
    sin avanzar, sólo se mueven perpendicularmente al movimiento de
    la onda.

    ONDAS LONGITUDINALES

    Las ondas longitudinales las podemos observar con mayor
    y mejor facilidad en un resorte, pues cuando éste se
    deforma y es liberado, se produce una vibración y las
    partículas del medio se mueven en la misma
    dirección de propagación (resorte).

    ELEMENTOS DE
    UNA ONDA

    Los elementos de una onda son los siguientes: la
    cresta, el valle, el nodo, la longitud de onda y la
    amplitud.

    En las ondas transversales se presentan la cresta y
    el valle. La cresta es el punto que ocupa la posición mas
    alta en una onda y el valle es el punto más bajo de la
    onda.

    El nodo es el punto del medio material que no tiene
    desplazamiento vertical, es decir, no tiene amplitud; en la
    figura anterior el punto C es el nodo.

    La longitud de onda es la distancia entre dos
    crestas consecutivas de una misma onda o entre dos valles
    consecutivos; generalmente, la longitud de onda se considera como
    la distancia entre dos puntos que están en el mismo
    estado de
    vibración.

    LA AMPLITUD

    Cuando tú mantienes tensa una cuerda que
    está sujeta por el otro extremo, esta cuerda está
    en equilibrio. Si
    le comunicas un impulso hacia arriba, se produce una onda, porque
    se origina una separación en la parte que está
    más próxima a sus manos. La preparación
    entre su posición de equilibrio y su máxima altura
    es la amplitud (A).

    PERIODO Y
    FRECUENCIA

    • El período: cuando producimos ondas en
      sucesivos impulsos hacia arriba y hacia abajo, las ondas
      formadas viajan. El tiempo que se toma una onda en pasar por un
      punto del medio material perturbado es lo que constituye el
      período.
    • La Frecuencia: si por el contrario controlamos
      el número de ondas que pasan por un punto en la unidad
      de tiempo, entonces nos referimos a la frecuencia. Tanto el
      período como la frecuencia se pueden expresar de la
      siguiente manera:

    , esto quiere decir, que el período y la
    frecuencia son inversos.

    PERIODO Y FRECUENCIA

    Hay ondas que no necesitan un medio material para
    propagarse (agua, cuerda,
    resorte) y se propagan con facilidad, tal es el caso de las ondas
    electromagnéticas. Sin embargo, las ondas
    electromagnéticas se desplazan gracias al desplazamiento
    de dos cambios a la vez, el campo
    eléctrico y el magnético. Este tipo de onda
    electromagnética es la que utilizan las estaciones de
    radio y televisión. El calor nos llega desde
    el Sol gracias
    a las ondas electromagnéticas, ya que éstas
    atraviesan el espacio vacío.

    EL
    SONIDO

    Un ejemplo de una onda mecánica lo es el sonido. Cuando
    una fuente produce un sonido, éste se propaga gracias al
    medio material. El tipo de onda al que pertenece el sonido es el
    transversal, ya que las partículas del medio alcanzadas
    por el sonido se mueven en forma vertical; la oscilación
    de la partícula nos permite afirmar que el movimiento es
    periódico.

    El sonido es una vibración de una fuente; por
    ejemplo, si cuando hablamos nos colocamos suavemente las yemas de
    los dedos en la parte externa de la garganta notamos una
    sensación de vibración.

    VELOCIDAD DEL SONIDO

    El sonido se propaga en los tres estados de la materia:
    sólido, líquido y gaseoso. La velocidad del
    sonido en los sólidos es de unos 500 m/seg. En los
    líquido, si se trata de agua, depende de su densidad; en el
    agua dulce es de 1,435 m/seg, pero en el agua salada es un poco
    mayor, 1,500 m/seg. La velocidad del sonido en el aire es de 340
    m/seg a una temperatura de
    20ºC.

    PERCEPCION DEL SONIDO

    Las ondas sonoras las percibimos por el órgano
    del oído. Al
    llegar aquellas al oído golpean una membrana
    elástica llamada tímpano que vibra con la
    frecuencia de la onda. Una cadena de huesitos transmite las
    vibraciones amplificándolas a un fluido situado en el
    oído interno.

    Los movimientos del fluido son detectados por fibras
    longitudes y espesores diferentes y vibran cada una n su propia
    frecuencia, estas vibraciones se transforman en señales
    eléctricas que son llenadas por los nervios auditivos al
    cerebro donde se
    realiza la sensación del sonido.

    FUENTES DEL SONIDO

    Sabemos que el sonido se produce por las vibraciones de
    un objeto. Estas vibraciones producen en el aire movimiento de
    sus moléculas y por lo tanto se traduce en una presión
    del mismo. Esto es lo que sucede en una bocina de radio; la
    bocina tiene un diafragma que vibra debido a la corriente
    eléctrica.

    La voz humana es el resultado de la vibración de
    las cuerdas vocales, que son dos membranas que se encuentran en
    la garganta.

    Como fuentes de
    sonido tenemos también los instrumentos de viento, de
    cuerdas y percusión. Los instrumentos de viento producen
    sonidos cuando son accionados por los labios del músico;
    sin embargo, no todos los instrumentos de viento se manejan de
    igual forma; por ejemplo, la trompeta y el clarinete se tocan de
    diferente forma.

    En la trompeta el sonido se produce por las vibraciones
    de los labios del músico; sin embargo, el instrumento de
    viento con boquilla y con lengüeta (lámina de metal
    móvil), lo que vibra es la lámina cuando entra el
    viento.

    En el caso de un órgano de viento, el aire se
    mueve hacia dentro y hacia afuera del tubo.

    Los instrumentos de cuerda son fuentes de sonido que
    utilizan las vibraciones de las cuerdas. Estos instrumentos (la
    guitarra, por ejemplo) utilizan pulsaciones de las cuerdas o el
    roce de las mismas, como es el caso del violín.

    También el instrumento de percusión es
    fuente de sonido. Este tipo de instrumento utiliza membranas que
    vibran. Entre ellos tenemos el tambor y l0os platillos de
    banda.

    ECO Y REVERBERACION

    Cuando las ondas encuentran un obstáculo, parte
    de ellas se devuelven, por lo que se dice que se refleja. El
    sonido es una onda y parte de esta onda se destruye al llegar a
    un obstáculo, pero la parte que se devuelve en forma de
    onda se conoce como eco. Para que el eco se produzca y se pueda
    percibir, la distancia de la fuente al obstáculo debe ser
    mayor de los 17 metros. Ya a una distancia menor tanto el sonido
    producido por la fuente como la parte devuelta por el
    obstáculo se percibirán juntos y entonces estaremos
    frente a otro fenómeno, que es la
    reverberación.

    CUALIDADES DEL SONIDO

    • Tono: un sonido se diferencia de otro en su
      tono. El tono representa el número de vibraciones que se
      producen en la unidad de tiempo (frecuencia), esto nos dice que
      a mayor frecuencia mayor será el tono. De ahí que
      el tono puede ser grave o agudo: el sonido agudo tiene una
      frecuencia mayor que el grave. La voz masculina se diferencia
      de la voz femenina por su tono.
    • Timbre: cuando un cuerpo vibra, no lo hace en
      forma uniforme, sino que tiene varias frecuencias. Estas
      frecuencias simultáneas permiten que el timbre sea
      diferente entre una fuente y otra. Por el timbre diferenciarnos
      un instrumento de otro. Podemos diferenciar la voz de un
      hombre de la
      voz de otro hombre, o la voz de una mujer de la
      voz de otra mujer.
    • Intensidad: el sonido lo percibimos a
      través del sentido del oído, y es a través
      de este sonido que nos damos cuenta si el sonido es fuerte o
      débil, es decir, la intensidad del sonido tiene
      relación con la fuerza que
      se produce. Esto nos dice que dependiendo de la fuerza que
      produce el sonido, esto puede ser o no percibido de acuerdo a
      la distancia a que nos encontramos de la fuente; la intensidad
      del sonido depende entonces de la amplitud de la
      vibración, es decir, a mayor amplitud mayor intensidad.
      Existe la mínima intensidad del sonido que puede ser
      percibida por el oído humano y es lo que conocemos como
      el umbral de audibilidad. Si la intensidad del sonido es
      muy fuerte puede producir daños en el oído
      humano. Existe una intensidad máxima del sonido, que
      puede ser soportada sin producir daños, llamada
      umbral del dolor. La intensidad del sonido se mide en
      bel, en honor al físico Británico Alexander
      Graham Bell, generalmente para la intensidad del sonido se usa
      el decibel (db) que es una décima parte de un bel:
       

    RESONANCIA

    Es el fenómeno que se produce cuando los
    cuerpos vibran con la misma frecuencia, uno de los cuales se puso
    a vibrar al recibir las frecuencias del otro.

    Para entender el fenómeno de la resonancia,
    pondré un ejemplo sencillo, Supóngase que tengo un
    tubo con agua y muy cerca de él (sin éstos en
    contacto) tenemos un diapasón, si golpeamos el
    diapasón con un metal, mientras echan agua en el tubo,
    cuando el agua alcance determinada altura el sonido será
    mas fuerte; esto se debe a que la columna de agua contenida en el
    tubo se pone a vibrar con la misma frecuencia que la que tiene el
    diapasón, lo que evidencia por qué las frecuencias
    se refuerzan y en consecuencia aumenta la intensidad del
    sonido.

    EFECTO
    DOPPLER

    El sonido lo percibimos porque el aire que
    está en contacto con el tímpano el oído
    varía, esas variaciones que tienen las mismas frecuencias
    en las vibraciones del foco sano y el observador están en
    reposo. Ahora bien, si uno de los dos (fuente sonora u
    observador) se acercan o se alejan, la intensidad del sonido
    varía. Esto se debe a que a medida que nos acercamos a la
    fuente o la fuente se acerca a nosotros, aumenta la frecuencia
    (número de onda) y el sonido se hace más intenso;
    de lo contrario, si nos alejamos de la fuente o ella se aleja de
    nosotros, el sonido es menos intenso, debido a que la frecuencia
    disminuye. Este fenómeno recibe el nombre de efecto
    Doppler, y lo hemos vivido cuando la sirena de una ambulancia o
    de los bomberos se acerca o se aleja de nosotros.

    INFRASONIDOS Y ULTRASONIDO

    Las personas podemos captar sonidos, si la
    frecuencia del sonido producido por una fuente es inferior a 16
    vibraciones por segundo (16 vib/seg), entonces ese sonido no es
    percibido por los seres humanos. A este tipo de sonido cuya
    frecuencia es menor de 16 vib/seg se llama
    infrasonido

    Ahora bien, existen sonidos cuya frecuencia es muy
    alta, es decir, aquellos que pasan de 20,000 vib/seg; este tipo
    de sonidos reciben el nombre de ultrasonido y no son captados por
    el ser humano.

    Los ultrasonidos se producen por el efecto de una
    tensión eléctrica alterna aplicada sobre placas de
    cuarzo, debido a que los ultrasonidos transportan energías
    muy grandes. Se aplican en las industrias, en la
    fabricación de emulsiones con líquidos no miscibles
    (aceite y agua,
    mercurio y agua); se utilizan en la limpieza de ropa,
    esterilización de algunas sustancias, debido a que matan
    microorganismos. Los murciélago utilizan los ultrasonidos
    para orientarse n sus vuelos nocturnos y no chocar con los
    objetos.

    Los ultrasonidos se aplican también para
    detectar objetos que se encuentran en las profundidades del mar,
    y también elimina el humo que sale por la chimenea de las
    fábricas. Esto se debe a que cuando su ultrasónico
    pasa a través del humo, sus partículas se agrupan y
    caen al suelo.

    APLICACIONES

    Algunas de las aplicaciones del sonido las
    encontramos en los instrumentos
    musicales y en la música. Los
    especialistas en sonido (ingeniero de sonido) aplican sus
    conocimientos en ésta rama de la física para fabricar
    habitaciones o salones de música donde no se produce el
    fenómeno de la reverberación. Dichos especialistas
    utilizan fibras de vidrios con el que obtienen mejor
    sonido.

    En el campo de la medicina, los
    nefrólogos, especialista de las vías urinarias,
    utiliza el ecógrafo. Este aparato emite ultrasonido y con
    ello hacen exploraciones en el interior del cuerpo humano,
    esto se debe al fenómeno de la reflexión, lo que
    permite obtener gráficas de la situación del o los
    órganos explorados. Otro aparato que utilizan tanto los
    nefrólogos, urólogos y gastroenterólogos es
    el fonógrafo que al igual que el ecógrafo utiliza
    los ultrasonidos para hacer exploraciones internas, pero a
    través de este aparato en lugar de obtener gráficas
    se obtienen imágenes
    del o de los órganos explorados.

    Tanto el ecógrafo como el fonógrafo
    son muy usados en estos tiempos y han ido sustituyendo en gran
    medida a los Rayos X, ya que
    las radiaciones pueden producir daños en los tejidos celulares
    del cuerpo y en el feto de las
    mujeres embarazadas.

    Otro aparato utilizado por los nefrólogos
    para eliminar piedras de los riñones, (cálculo
    renal), es el nefroscopio, que también emite ultrasonidos,
    haciendo posible la visualización de los riñones en
    una pantalla cuando se hacen coincidir las ondas
    ultrasónicas sobre la piedra en el riñón.
    Estas piedras son desintegradas y más tarde son expulsadas
    a través de la orina del paciente.

     

    Edwin

     

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