Longitud de Onda: Fórmula y cálculo

¿Qué es una ola?

Ciertos objetos del universo se desplazan en ondas. Las olas en la playa o en una bañera son ejemplos comunes y pueden utilizarse para explicar algunas características que se aplican a otros conceptos que se desplazan en ondas, como la luz y el sonido. Una onda puede definirse como algún tipo de perturbación que transfiere energía de un punto a otro.

Al examinar las ondas, se puede observar la longitud entre cada onda, algo que se conoce como longitud de onda (el símbolo griego lambda se utiliza para la longitud de onda). Para encontrar la longitud de una onda, hay que medir desde los mismos puntos en dos ondas consecutivas. Dos de los puntos más fáciles de encontrar son la cresta (el punto más alto de una onda) o el valle (el punto más bajo de una onda). La distancia entre la cresta de una onda y la cresta de la siguiente onda es una longitud de onda. El valle también se puede utilizar en lugar de la cresta.

Las ondas se pueden agrupar en dos tipos principales:

• Las ondas longitudinales viajan en forma paralela desde el punto de inicio hasta el punto final y hacen que el medio en el que se mueven vibre en la misma dirección paralela. La onda hace que el medio pase por el proceso de compresión (cuando el medio se empuja hacia una disposición más pequeña) y rarefacción (el medio se expande después de la compresión). Esto se ve claramente en la imagen de abajo, donde los círculos verdes (que representan un medio) se acercan (compresión) y luego se separan (rarefacción). Un ejemplo de una onda longitudinal es el sonido, como cuando el aire transfiere energía de la voz de alguien o el sonido de un instrumento.

• Las ondas transversales viajan de manera perpendicular a la dirección de la onda y hacen que el medio en el que se mueven vibre en la misma dirección perpendicular (si viajan a través de un medio). La imagen de arriba lo muestra bien. A medida que la onda viaja de izquierda a derecha, también se mueve hacia arriba y hacia abajo (perpendicularmente a la trayectoria de la onda). Este movimiento perpendicular de la onda ocurre en lugar de compresión y rarefacción. Un ejemplo sería la luz, como la luz solar que viaja a la Tierra. La luz del Sol se presenta en diferentes longitudes de onda, lo que da como resultado diferentes colores.

Características de una onda

La longitud de onda es solo una de las características de una onda. Otras formas de cuantificar las ondas incluyen la frecuencia y la velocidad. La frecuencia es el tiempo que tarda una onda completa en pasar por el mismo punto (una onda por segundo se denomina hercio, abreviado como Hz). La velocidad es la tasa de rapidez a la que se mueve la onda en una medida de distancia por unidad de tiempo (m/s, cm/s, etc.). La longitud de onda es la medida de la distancia, como se dijo anteriormente, y estas tres características están relacionadas entre sí. La siguiente imagen también ayuda a mostrar esta relación.

También queda clara la relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad a partir de la fórmula de longitud de onda:

{eq}λ=v/f {/eq}

dónde:

• λ = longitud de onda
• v = velocidad
• f = frecuencia

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Cómo encontrar la longitud de onda

Ejemplo 1

Si hay una onda que viaja a 50 m/s con una frecuencia de 2,5 Hz, ¿cuál es la longitud de onda? Primero hay que formular la fórmula.

{eq}λ = v/f {/eq}

A continuación, es necesario introducir los valores:

{eq}λ = 50 m/s / 2,5 Hz {/eq}

La fórmula se puede simplificar porque los segundos en la velocidad y la frecuencia se cancelan, dejando una distancia en m:

{eq}λ = 50/2,5 m {/eq}

{eq}λ = 20 m {/eq}

Ejemplo 2

Si hay una onda que viaja a 10 m/s con una frecuencia de 5 Hz, ¿cuál es la longitud de onda? Primero, es necesario formular la fórmula.

{eq}λ = v/f {/eq}

A continuación, es necesario introducir los valores:

{eq}λ = 10 m/s / 5 Hz {/eq}

La fórmula se puede simplificar porque los segundos en la velocidad y la frecuencia se cancelan, dejando una distancia en m:

{eq}λ = 10/5 m {/eq}

{eq}λ = 2 m {/eq}

Ejemplo 3

Si hay una onda que viaja a 100 m/s con una frecuencia de 25 Hz, ¿cuál es la longitud de onda? Primero, es necesario formular la fórmula.

{eq}λ = v/f {/eq}

A continuación, es necesario introducir los valores:

{eq}λ = 100 m/s / 25 Hz {/eq}

La fórmula se puede simplificar porque los segundos en la velocidad y la frecuencia se cancelan, dejando una distancia en m:

{eq}λ = 100/25 m {/eq}

{eq}λ = 4 m {/eq}

Ejemplo 4

Si hay una onda que viaja a 500 m/s con una frecuencia de 10 Hz, ¿cuál es la longitud de onda? Primero, es necesario formular la fórmula.

{eq}λ = v/f {/eq}

A continuación, es necesario introducir los valores:

{eq}λ = 500 m/s / 10 Hz {/eq}

La fórmula se puede simplificar porque los segundos en la velocidad y la frecuencia se cancelan, dejando una distancia en m:

{eq}λ = 500/10 m {/eq}

{eq}λ = 50 m {/eq}

Ejemplo 5

Si hay una onda que viaja a 10.000 m/s con una frecuencia de 4.000 Hz, ¿cuál es la longitud de onda? Primero hay que formular la fórmula.

{eq}λ = v/f {/eq}

A continuación, es necesario introducir los valores:

{eq}λ = 10.000 m/s / 4.000 Hz {/eq}

La fórmula se puede simplificar porque los segundos en la velocidad y la frecuencia se cancelan, dejando una distancia en m:

{eq}λ = 10 000/4 000 m {/eq}

Esto se puede simplificar dividiéndolo por 1.000, quedando 10 dividido por 4.

{eq}λ = 2,5 m {/eq}

Resumen de la lección

Las ondas son perturbaciones que transfieren energía de un punto a otro, a veces a través de un medio. La longitud de onda es la distancia desde un punto de una onda hasta el mismo punto de la siguiente onda. Estos puntos de una onda pueden ser la cresta (punto alto) o el valle (punto bajo). Hay dos tipos de ondas y se diferencian según cómo se propagan.

• Las ondas longitudinales se mueven paralelas a la dirección de la trayectoria de la onda.
• Las ondas transversales se mueven perpendicularmente a la dirección de la trayectoria de la onda.

Las ondas también se pueden caracterizar por su frecuencia (número de ondas que pasan por un punto, medido en tiempo) o velocidad (distancia por tiempo que recorre una onda, como m/s). La fórmula de la longitud de onda se basa en la relación entre la longitud de onda, la velocidad y la frecuencia, como se indica a continuación:

{eq}λ=v/f {/eq}

dónde:

• λ = longitud de onda
• v = velocidad
• f = frecuencia

Rodrigo Ricardo Editor y fundador