Las olas no se limitan al agua. Sonido, luz, etc., ¿cómo puede ser esto y qué son las ondas en general?
Esencia
Este término se utiliza en diversascampos, pero sobre todo en física. Según la terminología de esta disciplina, el proceso de propagación de oscilaciones es una onda. La definición es simple, pero en realidad no todo es tan simple. En este caso, las partículas individuales no se mueven, solo se mueven cerca de sus posiciones de equilibrio. De lo que sigue tal propiedad de las ondas: son un medio de transferir energía sin cambios en la materia. A veces esto también sucede, pero solo como efecto secundario. Aquellos que han estado en el mar al menos una vez tienen una buena idea de lo que es una ola.
La definición, sin embargo, no es lo único quelo que necesita saber cuando se enfrenta a este fenómeno. Lo importante es que está muy estrechamente interconectado con las oscilaciones, por lo que su estudio se da de forma conjunta tanto en la teoría como en la práctica.
Origen
Las ondas se pueden generar de diversas formas.La causa de su aparición es siempre la excitación de las partículas y su eliminación del equilibrio. Esto se puede hacer con dispositivos especiales como antenas o radiadores. También puede ser causado por inestabilidades, como con vientos fuertes que provocan ondas en el agua.
Historia del estudio del fenómeno
Estudiar el mecanismo de ocurrencia yLa propagación de ondas en diversas disciplinas científicas, como la oceanología, la sismología, la mecánica, la acústica, la medicina y, por supuesto, la física en general, así como muchas otras, han sido estudiadas por muchos científicos famosos. Se cree que la contribución más significativa la realizó el investigador alemán Heinrich Hertz. Estableció algunos patrones y descubrió fenómenos previamente desconocidos asociados con la interacción de ondas electromagnéticas, por ejemplo, interferencia, difracción y polarización. Su investigación se utilizó más tarde para crear comunicaciones por radio. Por supuesto, hubo otros científicos que estudiaron este fenómeno e hicieron una contribución significativa al desarrollo de la ciencia, por ejemplo, Maxwell, pero fue el nombre de Hertz el que quedó inmortalizado en la unidad de medida de frecuencia de onda.
Tipos de olas
Hay una gran cantidad de clasificaciones paravarios signos. En primer lugar, esta es la dirección de las oscilaciones de las ondas. Tipos de olas según este criterio: longitudinales, transversales, mixtas. También hay formas completamente diferentes de agruparlos: descripción por ecuaciones, geometría, entorno físico, etc.
Es importante que cuando ocurra este fenómeno, nadaNo aparece fundamentalmente nuevo en la materia, solo cambia la organización de las partículas, lo que da lugar a ciertos eventos. Desde el punto de vista de la percepción, esta se puede expresar en luz, color, sonido, radiación, así como energía invisible al ojo, etc. A su vez, también se pueden clasificar.
Además, mecánicos yondas electromagnéticas. Los tipos de olas de la primera categoría también se pueden dividir en elásticas y las que surgen en la superficie del agua. Esta clasificación implica la consideración del entorno de distribución. En general, la división principal y más popular incluye solo ondas sonoras y electromagnéticas. Se discutirán con más detalle en el futuro.
Descripción general
Cualquier ola tiene una serie de propiedades y parámetros,con el que se puede describir. Primero, es su longitud, que se denota como λ (lambda). Además, tiene frecuencia, período y velocidad. Por separado, se selecciona un frente de onda o superficie, es decir, un conjunto de puntos que están en la misma fase, y un rayo o vector que muestra la dirección de propagación.
Hay otro asociado a los dos últimos parámetros.clasificación. Dependiendo del tipo de frente, las ondas pueden ser esféricas y planas. Para cálculos simplificados y solución de algunos problemas, la superficie se puede considerar plana, pero solo si se elimina significativamente de la fuente. En base a todas estas características, se distinguen diferentes tipos de olas.
Ejemplos
Aparte de las cosas más comprensibles como el sonidocuerdas u olas en el mar, también se puede pensar en círculos en el agua que surgen de una piedra arrojada, explosiones, dormir en un colchón blando y muchos otros fenómenos. Los rayos ultravioleta o infrarrojos, así como lo que no es audible para el oído humano, son manifestaciones del mismo fenómeno, la propagación de ondas. Los tipos de ondas son tan diversos, y ellos mismos son tan multifacéticos, que es realmente difícil creer que cosas tan diferentes, de hecho, tengan la misma naturaleza.
Ondas de sonido: características
Escuchar le da a una persona una gran cantidad de información.sobre el mundo que nos rodea. Pero sin las olas, esto no hubiera sido posible. Su variedad de sonidos es elástica. Su peculiaridad radica en el hecho de que la longitud de tales ondas y, en consecuencia, la frecuencia es tal que la altura está al alcance del oído. Para los humanos, este rango es de 20 a 20.000 hercios. Todo lo que está debajo se llama infrasonido y lo que está arriba se llama ultrasonido. El primero aún no se comprende bien, pero el segundo se usa ampliamente en la ciencia, la medicina y muchos otros campos. Estos son los tipos de ondas sonoras. Sus características están determinadas por parámetros como la longitud, la frecuencia y la combinación de diferentes modos de vibración. El volumen, el tono y el timbre dependen de esto, respectivamente.
Como cualquier otra ola, el sonido por su naturalezacausado por fluctuaciones. Esto se puede sentir, por ejemplo, de pie junto a un orador en un concierto. Las ondas pueden propagarse en muchos tipos de medios, incluidos líquidos y sólidos. En el vacío, se cree que los sonidos no se escuchan. Es por eso que tan a menudo hay reproches hacia los directores de Hollywood que filman escenas con explosiones a gran escala y fuertes en un espacio sin aire. Una rama bastante extensa de la física, la acústica, se dedica al estudio de las vibraciones y ondas sonoras. Esta ciencia extremadamente interesante tiene muchas aplicaciones en la vida. Por ejemplo, utilizando el conocimiento de la acústica, las salas de conciertos y ópera están diseñadas para que las actuaciones se puedan escuchar con claridad en cualquier lugar.
Percepción de sonidos por humanos y animales.ocurre al convertir vibraciones mecánicas en señales eléctricas. Este mecanismo es bastante complejo, pero no se puede dejar de enfatizar su importancia. Sin embargo, lo mismo puede decirse de los sonidos en general. Con su ayuda, puede comunicarse, transmitir información, cambiar su estado de ánimo. Afectan a las personas incluso si están fuera del alcance del oído. Por eso existe, por ejemplo, el concepto de "contaminación acústica". Bel, que lleva el nombre del científico A. Bell, el inventor del teléfono, se toma como la unidad del volumen del sonido.
Propiedades y tipos de ondas electromagnéticas.
Pero también hay un tipo especial de vacilación, sin el cuales difícil imaginar la vida moderna. Los teléfonos móviles, las comunicaciones inalámbricas, las radios, los hornos microondas y muchos otros dispositivos no existirían si no se descubrieran las ondas electromagnéticas. También sería imposible percibir el color y la luz no existiría. ¿Cómo te imaginas esto?
A diferencia de los sonidos, este tipo de vibraciónpueden propagarse en cualquier medio, incluido el vacío, y su velocidad es igual a la velocidad de la luz. De hecho, este tipo de ondas es la propagación de campos electromagnéticos en el espacio y el tiempo. Su estructura es sumamente interesante porque tiene dos partes. Los campos magnéticos y eléctricos se generan alternativamente entre sí y se propagan a lo largo de vectores mutuamente perpendiculares. Una de las principales propiedades de dicha onda es que siempre es transversal. Además, siempre acelera.
Existen diferentes tipos de ondas electromagnéticas, según su longitud. Hay 6 rangos principales, del más largo al más corto:
- ondas de radio;
- radiación infrarroja, es decir, calor;
- luz visible y colores;
- ultravioleta;
- Rayos x
- radiación gamma (incluida la radiación).
De hecho, es prácticamente imposible imaginar un mundo sin todos estos fenómenos.
