El estudio del movimiento oscilatorio sirve de punto de partida para abordar el estudio de las ondas en este tema. El movimiento ondulatorio aparece en casi todas las ramas de la Física y a nosotros nos servirá para posteriormente estudiar los temas dedicados a las ondas electromagnéticas, las ondas luminosas, la interferencia y la difracción. Todos estamos familiarizados con las ondas en el agua y también ondas sonoras, lo mismo que ondas de luz, ondas de radio y otras ondas electromagnéticas. La dificultad inherente al concepto de onda hace que, para introducirlas, sea preciso utilizar ondas tangibles como las de la superficie de un líquido, las de un muelle o las de una cuerda tensa, es decir, ondas mecánicas, a pesar de que las ondas que estudiaremos en esta asignatura no son ondas mecánicas (como sucede en la asignatura Acústica, también de primer curso), sino ondas electromagnéticas. Se comienza mostrando qué es una onda y dejando claro que una onda transporta momento lineal y energía, pero no materia, y se distingue entre ondas longitudinales y transversales.
Analizando la propagación de una perturbación en una dirección, considerando que no se deforma y que su velocidad de propagación es constante, se obtiene la forma general de la función de onda que corresponde a una onda viajera así como la ecuación de onda, cuya solución es precisamente la función de onda. En esta ecuación diferencial aparece la velocidad de propagación de la onda y, de hecho, del análisis de esta ecuación diferencial para cada caso es posible identificar la velocidad de propagación. También se estudia el caso particular de ondas armónicas así como las ondas en dos y tres dimensiones, y se analizan también cuestiones relativas a la intensidad y la absorción de energía por el medio y se finaliza con un análisis de la velocidad de fase y la velocidad de grupo.
Puedes visualizar un vídeo en el que se estudian las ondas estacionarias en una cuerda de la colección de “Experiencias de Física” de la Universidad de Alicante.
