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Longitud de onda

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Longitud de onda de una onda sinusoidal.

En física, longitud de onda es la distancia entre las unidades repetidas de una onda que se propaga a una frecuencia dada. Es comúnmente designado por la letra griega lambda (λ). Ejemplos de fenómenos ondulantes son la luz, las ondas de agua y las ondas de sonido.

Las propiedades de una ola varían según el tipo de ola. Por ejemplo, en una onda de sonido, la presión del aire oscila, pero en el caso de la luz y otras formas de radiación electromagnética, hay una variación en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos.

La longitud de onda (y frecuencia) de la luz visible varía con el color de la luz. Por ejemplo, la longitud de onda del rojo intenso es de aproximadamente 700 nanómetros (nm), la del violeta es de aproximadamente 400 nm.1 Las longitudes de onda de las frecuencias de sonido audibles para el oído humano (20 Hz-20 kHz) están entre aproximadamente 17 metros (m) y 17 milímetros (mm). Por lo tanto, las longitudes de onda de las ondas sonoras sonoras son mucho más largas que las de la luz visible.

Relación con frecuencia

La longitud de onda de una onda (o fenómeno de onda) está relacionada con la frecuencia mediante la fórmula: longitud de onda = velocidad / frecuencia de onda. Por lo tanto, la longitud de onda de una onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. Las ondas con frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas; aquellos con frecuencias más bajas tienen longitudes de onda más largas, suponiendo que la velocidad de la onda sea la misma.

En los símbolos, la ecuación para la longitud de onda se puede escribir como:

dónde λ representa la longitud de onda, v es la velocidad de propagación de la onda, y F es su frecuencia

En el caso de la radiación electromagnética, como la luz, en el vacío, la velocidad de la onda es la velocidad de la luz, 299,792,458 metros por segundo (m / s) o aproximadamente 3 × 108 Sra. Para las ondas sonoras en el aire, esta es la velocidad del sonido, 345 m / s (1238 km / h) en aire a temperatura ambiente y presión atmosférica. Por lo general, se utilizan unidades SI, donde la longitud de onda se expresa en metros, la frecuencia en hercios (Hz) y la velocidad de propagación en m / s.

Por ejemplo, la longitud de onda para una onda electromagnética (radio) de 100 MHz es aproximadamente: λ = 3×108 m / s dividido por 100 × 106 Hz = 3 metros. Los ingenieros electrónicos suelen utilizar una fórmula de acceso directo: longitud de onda λ en metros = 300 Megameters (Mm) / s dividido por la frecuencia en MHz, para evitar contar los (muchos) dígitos cero en las anotaciones decimales o científicas.

Cabe señalar que para muchos fenómenos de onda, la longitud de onda no es la distancia que recorren las partículas durante un período. Por ejemplo, en acústica y ondas de agua, los desplazamientos de partículas durante un período son solo una pequeña fracción de la longitud de onda, aparte de condiciones extremas como olas rompientes y ondas de choque.

También se debe tener en cuenta que la frecuencia y la longitud de onda pueden cambiar de forma independiente, pero solo cuando la velocidad de la onda cambia. Por ejemplo, cuando la luz entra en otro medio, su velocidad y longitud de onda cambian mientras que su frecuencia no.

En medios sin vacío

La velocidad de la luz en la mayoría de los medios es menor que en el vacío, lo que significa que la misma frecuencia corresponderá a una longitud de onda más corta en el medio que en el vacío. La longitud de onda en el medio es

dónde norte es el índice de refracción del medio. Las longitudes de onda de la radiación electromagnética generalmente se citan en términos de la longitud de onda del vacío, a menos que se indique específicamente como la "longitud de onda en el medio". En acústica, donde un medio es esencial para que existan las ondas, el término longitud de onda es siempre la longitud de onda en el medio. Entonces, el índice de refracción depende de las propiedades medias del medio, por ejemplo, la presión media o los cambios en la composición del material.

De Broglie longitud de onda de partículas

Louis de Broglie postuló que todas las partículas con impulso tienen una longitud de onda

dónde h es la constante de Planck y pags Es el impulso de la partícula. Esta hipótesis estaba en la base de la mecánica cuántica. Hoy en día, esta longitud de onda se llama longitud de onda de De Broglie. Por ejemplo, los electrones en una pantalla CRT tienen una longitud de onda de De Broglie de aproximadamente 10-13 metro.

Ver también

  • Amplitud
  • Espectro electromagnético
  • Frecuencia
  • Ligero
  • Sonar
  • Ola

Notas

  1. ↑ En términos de frecuencia, el rango es de 430-750 Terahercios (THz).

Referencias

  • Francés, A.P.1971. Vibraciones y Ondas. El M.I.T. Serie introductoria de física. Nueva York: Norton. ISBN 0393099245
  • Pain, H.J.2005. La física de las vibraciones y las ondas. Chichester: John Wiley. ISBN 978-0470012963
  • Reitz, John R., Frederick J. Milford y Robert W. Christy. 1992 Fundamentos de la teoría electromagnética. Reading, MA: Pub Addison-Wesley. Co. ISBN 0201526247
  • Serway, Raymond A. y John W. Jewett. 2004 Física para científicos e ingenieros.6ta ed. Belmont, CA: Brooks / Cole. ISBN 0534408427
  • Tipler, Paul Allen y Gene Mosca. 2004 Física para científicos e ingenieros.5ta ed. Nueva York: W.H. Hombre libre. ISBN 0716743892
  • Wilson, Jerry D. y Anthony J. Buffa. 2003. Colegio de Física. Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall. ISBN 0130676446

Enlaces externos

Todos los enlaces recuperados el 10 de agosto de 2013.

  • Ondas acústicas u ondas sonoras en el aire (longitud de onda: conversión de frecuencia).
  • Bienvenido a Sounds Amazing (recurso de enseñanza).
  • El espectro visible en sRGB

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