Ondas: separar amplitud, frecuencia y longitud de onda

Comprende la idea

Antes de empezar: Distancia, tiempo, cocientes y lectura de gráficas.

Una onda es una perturbación que se propaga. En una onda mecánica, los puntos del medio pueden oscilar alrededor de sus posiciones de equilibrio mientras la perturbación avanza. El movimiento local del medio no equivale al desplazamiento de la forma completa.

Dos maneras de observar

Una gráfica de desplazamiento contra posición en un instante muestra el patrón espacial. La distancia entre dos crestas consecutivas es la longitud de onda λ. Una gráfica de desplazamiento contra tiempo en un punto muestra la repetición temporal: el tiempo entre crestas consecutivas es el período T.

Frecuencia y velocidad

La frecuencia f es el número de ciclos por segundo y vale $\frac{1}{T}$. Su unidad es el hertz, Hz = $\frac{1}{s}$. Para una onda periódica que se propaga con velocidad de fase v, se cumple v = λf.

Si el medio mantiene la misma velocidad de propagación y aumentas la frecuencia, la longitud de onda disminuye. La condición sobre el medio importa: no todas las ondas ni todos los medios tienen una velocidad independiente de la frecuencia.

Amplitud

La amplitud es el máximo alejamiento respecto al equilibrio para la variable representada. No es la distancia entre dos crestas. Puede cambiar sin modificar necesariamente el período en un modelo lineal.

Vamos con un ejemplo

Conecta y aplica

Antes de leer una gráfica, mira el eje horizontal. Una separación de 0.5 en segundos es un período, mientras que una separación de 0.5 en metros puede ser una longitud de onda. La forma visual puede parecer igual y representar observaciones distintas.

Un detalle que importa: Una frecuencia mayor no significa automáticamente mayor velocidad de propagación. En un mismo medio ideal de velocidad fija, cambia la longitud de onda.