Ondas mecánicas

En una cuerda o en un resorte las ondas pueden propagarse en una sola dirección a lo largo de ellas. A ellas se les denominan ondas unidireccional. Sin embargo, no ocurre así en la superficie de un líquido o de los sólidos; en estos casos las ondas se pueden propagar en todas la superficie. A estas ondas se les denomina bidemensionales. Particularmente importantes dentro de las ondas bidemensionales se destacan las planas y las circulares.

ONDA PLANA

Ejemplo: cuando se toca de manera ligera y rítmica la superficie del agua, las oscilaciones de la varilla se transmiten a las partículas de agua, que comienzan a oscilar con igual frecuencia y amplitud. Las partículas que se encuentran sobre la línea paralela a la varilla oscilan en igualdad de fase.

En la figura se observa un conjunto de superficies planas y paralelas, en que las oscilaciones ocurren en fase.

ONDAS CIRCULARES

Se origina cuando la superficie del agua es perturbada por un objeto puntual, como se muestra en la figura. Las oscilaciones se propagan en dirección radial con centro en el punto donde se originan las oscilaciones, de modo que todos que se encuentran en la misma circunferencia oscilan en fase.

Un ejemplo de este tipo de onda es cuando se perturba la superficie del agua con un dedo. Al principio la oscilación está distribuida en una circunferencia muy pequeña, pero a medida que se propaga, dicha circunferencia se va ampliando, con lo cual el número de puntos que participa de la oscilación crece. Esto significa que la energía inicial de la oscilación se distribuye en una región cada vez mayor. En consecuencia, va disminuyendo la energía que corresponde a cada punto, y con ello la amplitud.

A grandes distancias del foco y para una pequeña región, las ondas circulares se pueden considerar como ondas planas.

Otro concepto importante para el estudio de las ondas es el de frente de onda, definido como la superficie formada por el conjunto de los elementos del medio que oscilan en igualdad de fase al paso de la perturbación en un determinado instante. O sea, en ese instante las características del movimiento oscilatorio de todos los elementos que constituyen el frente de onda son las mismas.

El mecanismo de propagación de las ondas queda descrito por el principio de Huygens, planteado por Christiaan Huygens en el siglo XVII, y que plantea:

Todo punto alcanzado por un frente de onda se convierte en un foco emisor de ondas elementales, cuya envolvente constituye el nuevo frente de onda.