Física Propiedades de las ondas

Properties of Waves

Si se lanza una piedra a un lago, las ondas se extienden, pero el agua no se va lejos: sube y baja en su sitio, y lo único que avanza es la perturbación con su energía. Una vibración que se propaga así es una onda. Si la vibración es perpendicular a la dirección de avance, la onda es transversal; si es paralela, es longitudinal; y la rapidez de la onda v es el producto de la frecuencia f por la longitud de onda λ, v = fλ. En un mismo medio la rapidez está fijada, así que al subir la frecuencia la longitud de onda se acorta en la misma proporción. Cuando dos ondas se superponen, sus desplazamientos se suman y, según la diferencia de fase, se refuerzan (interferencia constructiva) o se anulan (interferencia destructiva).

Qué es una onda

🌊 Lo que llevan las ondas del agua

①Si se lanza una piedra a un lago, las ondas se extienden en círculos

②Una hoja que flota en el agua solo sube y baja en su sitio; no viaja con las ondas

③Una onda es una vibración que pasa de un lugar al siguiente llevando energía

④El medio solo vibra en su sitio; lo que llega lejos es la vibración y su energía

Clasificación

Ondas transversales y longitudinales

Aspecto	transversal	longitudinal
Dirección de vibración	Perpendicular al avance	Paralela al avance
Ejemplos	La luz (ondas electromagnéticas), las ondas en una cuerda, las ondas S de un sismo	El sonido, un muelle empujado hacia delante y atrás, las ondas P de un sismo
Medio	Las ondas en una cuerda lo necesitan; la luz no	Necesario (el sonido no viaja en el vacío)
Rasgo	Pueden polarizarse	Alternan compresiones y enrarecimientos

Ondas transversales y v = fλ

frecuencia f5 Hz

amplitud A5 (relativa)

Rapidez de la onda

v = f λ

Rapidez de la onda (m/s) = frecuencia (Hz) × longitud de onda (m)

💡 Por qué v = fλ

①Si la fuente vibra f veces en 1 s, en ese tiempo se forman f ondas

②Cada onda mide λ, así que la distancia que avanza la onda en 1 s es f × λ, que es la rapidez v

③La rapidez depende del medio, así que al cambiar la frecuencia en la figura v = 100 m/s no cambia y la longitud de onda pasa a ser λ = v/f

④La amplitud A es una escala relativa en pantalla. Con más A la onda lleva más energía (en el sonido, suena más fuerte), pero la rapidez y la longitud de onda no cambian

Superposición e interferencia

Diferencia de fase φ0°

Periodo y frecuencia

T = 1f

El periodo (s) es el tiempo de una vibración completa, el inverso de la frecuencia (Hz)

🔑 El principio de superposición

①Donde se encuentran dos ondas, el desplazamiento es la suma de los dos desplazamientos (principio de superposición)

②Con una diferencia de fase de 0°, cresta coincide con cresta y la amplitud se duplica (interferencia constructiva)

③Con una diferencia de fase de 180°, cresta coincide con valle y la amplitud queda en 0 (interferencia destructiva)

④Con una diferencia de fase φ intermedia, la amplitud resultante es 2|cos(φ/2)| veces la de una onda

⑤Después de cruzarse, las dos ondas siguen su camino con su forma original

Cuatro propiedades de las ondas

🔄 Reflexión, refracción, interferencia y difracción

①Reflexión: la onda rebota en una frontera, con el ángulo de incidencia igual al de reflexión

②Refracción: al cambiar de medio cambia la rapidez y se desvía la dirección de avance

③Interferencia: dos ondas superpuestas se refuerzan o se anulan

④Difracción: la onda rodea un obstáculo o se abre al pasar por una rendija estrecha, y cuanto mayor es la longitud de onda, más se curva

⑤Las cuatro son comunes a todas las ondas, como la luz, el sonido o las olas

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1

¿Cuál es la rapidez de una onda de frecuencia 50 Hz y longitud de onda 4 m?

Se usa la fórmula de la rapidez de una onda, v = fλ.

v = fλ

Se sustituyen f = 50 Hz y λ = 4 m.

v = 50 × 4 = 200 m/s

▸ 200 m/s

En 1 s se forman 50 ondas de 4 m cada una, así que la onda avanza 200 m en 1 s.

Ejemplo 2

Una onda sonora viaja a 340 m/s con un periodo de 0,002 s. ¿Cuál es su longitud de onda?

Primero se halla la frecuencia como inverso del periodo: f = 1/T.

f = 1T = 10,002 = 500 Hz

De v = fλ se calcula λ = v/f.

λ = vf = 340500 = 0,68 m

▸ 0,68 m

Cuando se da el periodo T, primero se halla la frecuencia con f = 1/T y luego se usa v = fλ.

Resumen

La fórmula clave de las ondas

v = f λ = λ/T

Rapidez = frecuencia × longitud de onda = longitud de onda ÷ periodo

Problema tipo CSAT, adaptado

Si se duplica la frecuencia de una onda en el mismo medio, ¿cómo cambia la longitud de onda?

①Se duplica

②Se cuadruplica

③No cambia

④Se reduce a la mitad

⑤Se reduce a un cuarto

▸ ④ Se reduce a la mitad

En el mismo medio la rapidez v es constante, así que en v = fλ la frecuencia f y la longitud de onda λ son inversamente proporcionales.

v = fλ = constante

Si f se hace 2 veces mayor, λ se reduce a la mitad.

λ = vf ⇒ f×2 ⇒ λ÷2

🎯 Puntos de examen

①v = fλ es la relación básica entre rapidez, frecuencia y longitud de onda

②La rapidez de una onda depende del medio y no de la frecuencia ni de la amplitud

③En una onda transversal la vibración es perpendicular al avance (luz); en una longitudinal es paralela (sonido)

④Por el principio de superposición, el desplazamiento resultante es la suma de los desplazamientos individuales

⑤La reflexión, la refracción, la interferencia y la difracción son comunes a todas las ondas

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Luz y ondas electromagnéticas

Última actualización 2026-10-17

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