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Ondas electromagneticas y espectro
Una onda transporta energía sin transportar materia. El sonido, la luz y las olas comparten el mismo puñado de relaciones, y con esas se responde casi todo.
Lo que hay que saber
Los cuatro datos de una onda. Amplitud (qué tan grande es la oscilación), longitud de onda (distancia entre dos crestas), frecuencia (oscilaciones por segundo, en hertz) y período (lo que dura una oscilación). Frecuencia y período son inversos: .
La ecuación fundamental. . La velocidad la pone el MEDIO, no la fuente: en un mismo medio, si sube la frecuencia baja la longitud de onda.
Una onda transporta energía, no materia. El corcho en el agua sube y baja pero no viaja con la ola: lo que avanza es la perturbación.
Transversales y longitudinales. En las transversales la oscilación es perpendicular al avance (una cuerda, la luz). En las longitudinales es paralela, con compresiones y rarefacciones: el sonido es longitudinal.
Mecánicas y electromagnéticas. Las mecánicas necesitan un medio material —el sonido no se propaga en el vacío—; las electromagnéticas no lo necesitan y en el vacío viajan todas a la misma velocidad, m/s.
| Espectro electromagnético | Frecuencia | Energía |
|---|---|---|
| Radio, microondas | menor | menor |
| Infrarrojo, luz visible | intermedia | intermedia |
| Ultravioleta, rayos X, gamma | mayor | mayor |
La energía de la radiación crece con la frecuencia, , y por eso el ultravioleta daña la piel y la luz de una ampolleta no: no es cuestión de intensidad, sino de frecuencia. Dentro del visible, el rojo es el de menor frecuencia y el violeta el de mayor.
Qué se oye. La frecuencia determina el TONO —más frecuencia, más agudo— y la amplitud determina la INTENSIDAD, o sea el volumen. El oído humano capta aproximadamente entre Hz y $20.000$ Hz; bajo eso es infrasonido y sobre eso, ultrasonido.
Ejemplo resuelto
1 de 3 pasosUna onda sonora se propaga en el aire a 340 m/s con una frecuencia de 170 Hz. ¿Cuál es su longitud de onda? ¿Y qué le ocurre a esa longitud si la fuente emite un sonido más agudo?
Despejo la longitud de onda de : m.
Por qué: Es la relación que conecta los tres datos de cualquier onda. Con dos conocidos, el tercero sale siempre.
Otro ejemplo
Una emisora transmite en MHz, es decir Hz. ¿Cuál es la longitud de onda de su señal, sabiendo que viaja a m/s?
El error más común
Pensar que gritar más fuerte hace que el sonido viaje más rápido o que suba de tono. Gritar aumenta la AMPLITUD. La velocidad depende del medio, y el tono depende de la frecuencia: son tres cosas independientes.
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