Tipus d'ones

Has llençat alguna vegada una pedra en un estany?

T'hauràs fixat que es produeixen una sèrie d'ones que es propaguen concèntricament des del punt on cau la pedra, allunyant-se d'ell.

La pedra ha produït una pertorbació a les molècules sobre les quals ha caigut fent-les vibrar, transmetent aquestes la vibració a les seves molècules veïnes i així successivament.

Si a l'estany hay algun objecte surant, observaràs que en ser aconseguit per les ones no es desplaça amb elles sinó que s'eleva i baixa en la mateixa posició. Això significa que no hi ha transport de matèria sinó que el que es transmet és la pertorbació produïda per la pedra.

Podem, per tant, dir que una ona és una vibració que es propaga.

En aquest cas la pertorbació és vertical i la propagació de l'ona produïda és horitzontal, és a dir ambdues són perpendiculars.

Si la vibració és perpendicular a la direcció de propagació, tindrem una ona transversal.

En altres casos, com en les ones sonores, la propagació de l'ona es produeix en la mateixa direcció que la pertorbació. Diem, llavors, que tenim una ona longitudinal.

Comprova en el següent simulador la diferència entre ones longitudinals i transversals::

Com hauràs deduït les ones produïdes per la pedra a l'estany son ones transversals.

El so és un exemple d'ona longitudinal. Quan fem vibrar un objecte, aquest transmet la vibració a les molècules dels gasos que componen l'aire que es troben pròximes a ell. Al seu torn les molècules que han patit la pertorbació se la transmeten a les seves molècules veïnes, de manera que l'ona es va allunyant del focus sonor.

Observa les següents imatges, en les que representem les zones de compressió i de dilatació típiques d'una ona sonora:

Les vibracions produïdes pel focus sonor fan que l'aire es comprimeixi en uns punts i es dilati en altres. Aquestes compressions i dilatacions es transmeten d'uns punts a altres allunyant-se del focus sonor. Així és com es transmet el so.

Tant en el cas del so com en el de les ones de l'estany es necessita que hi hagi un mitjà material que vibri. Les ones que necessiten un mitjà material per propagar-se es diuen ones materials.

No obstant això hi ha altres ones que no necessiten un mitjà per propagar-se i per tant poden viatjar en el buit.

Propietats de les Ones
 

Les ones tenen quatre propietats que les diferencien a unes d'altres: 

Amplitud:

Pot dir-se que és l'altura de l'ona. És la màxima distància que aconsegueix un punt al pas de les ones respecte a la seva posició d'equilibri. 

En aquests gràfics pots veure dues ones de diferent amplitud

Freqüència:

La freqüència (f) és la mesura del nombre d'ones que passa per un punt en l'unitat de temps.

Generalment es mesura en hertzs (Hz) sent un hertz equivalent a una vibració per segon. Per això, també s'utilitza el s-1 com a unitat per mesurar la freqüència.

Per conèixer la freqüència d'una ona la dividim en parts que van des d'una "cresta" a la següent de manera que el nombre de crestes que passa per un punt en cada segon és la freqüència.

La freqüència d'una ona és la inversa del seu període T, que és el temps que tarda a avançar una distància igual a la seva longitud d'ona.

Longitud d'ona:

La longitud d'ona és la distància entre dues crestes consecutives. Com totes les distàncies, es mesura en metres, encara que donada la gran varietat de longituds d'ona que existeixen solen usar-se múltiples com el quilòmetre (per a ones llargues com les de ràdio i televisió) o submúltiples com el nanòmetre o l'Angstrom (per a ones curtes com la radiació visible o els rajos X).

Amb el següent element interactiu pots treure les teves pròpies conclusions:

Velocitat:

És la rapidesa amb què es propaga l'ona. Es calcula utilitzant l'equació següent: