ONDAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

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LONGITUDINALES

Las partículas del medio se mueven de un lado a otro en la misma dirección en la que se propaga la onda. Las partículas se mueven a lo largo de la dirección de la onda en vez de hacerlo en sentido perpendicular. Una onda de este tipo es una onda longitudinal.

EJEMPLOS:

• Las ondas sonoras son ondas longitudinales
• Las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.
• Las ondas de compresion que se genera cuando un muelle se comprime.

TRANSVERSALES

Cuando el movimiento del medio (en este caso, la cuerda) es perpendicular a la dirección en que se propaga la onda, decimos que se trata de una onda transversal.

Las ondas que se producen en las cuerdas tensas de los instrumentos musicales y en las superficies de los líquidos son transversales.

También las ondas electromagnéticas que constituyen las ondas de radio y la luz son transversales.

EJEMPLOS:

• la luz
• los rayos X
•  ondas ultrasonicas transversales.

EL SONIDO

Y SUS CUALIDADES

Desde el punto de vista de la percepción del sonido por el ser humano los sonidos se caracterizan por su intensidad, tono y timbre.

Intensidad: 

La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y esta relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo.

Tono:

El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y esta relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”.Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.

 

Timbre:

El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.(El timbre está relacionado con la forma de la onda.)

En general, los sonidos no son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicos cuya frecuencia es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que tiene una forma determinada. 

MEDIOS DE PROPAGACIÓN:

La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen las ondas sonoras.

La velocidad del sonido tiene dos componentes básicas que son, la longitud de onda (l) y la frecuencia (F), y para entender bien el fenómeno debemos conocer estos dos elementos.

La tabla que se presenta a continuación, nos muestra los diferentes resultados obtenidos en investigaciones hechas acerca de la velocidad del sonido en diferentes medios.

MEDIO	TEMPERATURA (°C)	VELOCIDAD (m/s)
Aire	0	331.7
Aire	15	340
Oxígeno	0	317
Agua	15	1450
Acero	20	5130
Caucho	0	54
Aluminio	0	5100

EFECTO DOPPLER:

En 1948 postuló que la luz al viajar en forma ondulatoria también debía manifestar el fenómeno que ahora se conoce como Efecto Doppler en su honor. 

En este caso la variación de la amplitud de las ondas se detecta por cambios de color, de esta manera, cuando la fuente de luz se acerca a un observador se torna de color azul, corrimiento al azul (blueshift) por un ancho de banda mas corto y cuando se aleja se torna de color rojo, corrimiento al rojo (redshift) por un ancho de banda mas largo.

En astronomía el efecto Doppler tiene una importancia capital puesto que es mediante su uso que se puede calcular la dirección y la velocidad a la que se mueve un objeto celeste lejano. 

Para realizar estas mediciones el objeto debe estar en el mismo plano del observador, si el objeto tiene un movimiento tangencial o perpendicular no se producirá efecto Doppler o su medición no será exacta. Una vez tomado el espectro del sujeto en estudio se compara con el del material conocido en reposo, así se puede determinar hacia adonde hay corrimiento de las líneas espectrales y de acuerdo a la magnitud del cambio, determinar la velocidad que poseen con respecto al observador.

La fórmula de Doppler relaciona la velocidad radial de un objeto astronómico (la velocidad en la línea de visión) con el corrimiento de sus líneas espectrales. 

∆λ/λ0 = v/c

• λ: Longitud de onda de línea espectral observada
• λ₀: Longitud de onda de línea espectral de un objeto en reposo
• ∆λ: Cambio en longitud de onda en reposo y observada
• v: Velocidad medida a lo largo de la línea de visión
• c: Velocidad de la Luz

MECANISMO DE AUDICIÓN HUMANA

El vestíbulo posee dos orificios (ventanas oval y redonda) tapados por sendas membranas. La ventana oval está unida al estribo y recibe de él sus vibraciones. La cóclea se divide longitudinalmente por la membrana basilar, sobre la que se asientan los filamentos terminales del nervio auditivo. Cuando el estribo empuja la ventana oval, se produce una sobrepresión en la parte superior de la cóclea que obliga a circular el fluido linfático hacia la cavidad inferior a través del helicotrema, mientras que la membrana basilar se deforma hacia abajo. Finalmente, la membrana elástica que cierra la ventana redonda cede hacia afuera.

Cuando el estribo se mueve hacia la izquierda y la derecha, aumentando y disminuyendo la presión del líquido contenido encima de la membrana basilar, aparece una onda que se desplaza de izquierda a derecha a lo largo de la membrana. 

Esta onda puede visualizarse como un movimiento de traslación hacia arriba y hacia abajo de la membrana. Su velocidad de avance depende de la frecuencia y de las características de la membrana basilar. En algún punto de la cóclea la velocidad es cero. Cerca de ese punto, la membrana oscila hacia arriba y hacia abajo con mayor fuerza y absorbe la energía de la onda. Cada punto de la membrana basilar responde así a una determinada frecuencia.

Cuando el oído recibe un sonido con varias frecuencias, cada una de ellas excita un punto en la membrana basilar, de modo que el cerebro puede interpretar además de la altura del sonido su timbre, sin más que discernir qué terminaciones nerviosas fueron excitadas y con cuánta intensidad. Es decir, el oído interno funciona como un analizador de sonidos.