Ona
De Viquipèdia
Una ona és una pertorbació que es propaga. A més de la radiació electromagnètica, que es pot propagar en el buit, les ones es propaguen a través d'un medi a través del qual poden transferir energia sense que les partícules es vegin desplaçades de manera permanent. En canvi, cada punt oscil·la al voltant d'una posició fixa.
Taula de continguts |
[edita] Exemples d'ones
- Ones marines: pertorbacions que es propaguen per l'aigua (vegeu tsunami).
- Ones sonores: una ona mecànica que es propaga per l'aire, un líquid o fins i tot un sòlid, d'una freqüència detectable per l'oïda.
- Ones sísmiques (causants dels terratrèmols) són similars (n'hi ha de tipus S, P i L).
- La llum, la ràdio, els raigs X, les microones... formen la radiació electromagnètica.
[edita] Classificació de les ones
Les ones es poden classificar en funció del medi en el que es propaguen, el sentit d'oscil·lació, la forma i les direccions:
- Segons els medi
- El buit. Les ones que es propaguen pel buit són les Ones electromagnètiques. Exemples d'ones electromagnètiques: radiació ultaviolada, radiació infraroja, raigs X, la llum, les ones de ràdio i microones, etc.
- Qualsevol medi material. Les ones que es propaguen per medis materials s'anomenen Ones mecàniques. Exemples d'ones mecàniques: so, terratrèmols, les oscil·lacions de les cordes de la guitarra, etc.
- Segons la forma de l'ona
- Ona harmònica.
- Ona quadrada.
- Ona triangular.
- Altres formes irregulars.
- Segons el sentit d'oscil·lació
- Ona transversal: El moviment de les partícules és perpendicular a la direcció de propagació de les ones. Per exemple, les ones electromagnètiques i les ones a una corda.
- Ona longitudinal: Les vibracions són paral·leles a la direcció de propagació de l'ona. Per exemple, el so.
- Segons les direccions
- Ona lineal: una direcció.
- Ona plana: dues dimensions.
- Ona tridimensional tres dimensions.
[edita] Propietats Característiques
Totes les ones tenen un comportament comú sota cert nombre de situacions. Totes les ones poden experimentar:
- Principi de Huygens - Tot punt d'un front d'ona actua com un focus emissor d'ones.
- Reflexió - quan una ona canvia la direcció de propagació, degut a l'impacte amb un material reflectant.
- Refracció - canvi de direcció de les ones degut al fet que penetren en un nou medi.
- Difracció - l'expansió cap als costats de les ones, per exemple quan han passat per un forat petit, basat en el principi de Huygens.
- Interferència - la suma de dues ones que entren en contacte entre elles.
- Dispersió - la descomposició d'una ona (depenent de la freqüència).
- Polarització - Quan en un àtom proporcionem energia elèctrica, els electrons pugen d'òrbita, quan l'electró perd aquesta energia baixa un altre cop d'òrbita. Aquest energia que es perd es converteix en llum.
[edita] Polarització
Les ones transversals poden ser polaritzades. Les ones no polaritzades poden oscil·lar en qualsevol direcció del pla perpendicularment a la direcció de propagació, mentre que les ones polaritzades oscil·len només en la direcció perpendicular a la línia de propagació.
[edita] Descripció física d'una ona
Les ones es poden descriure usant un nombre de variables estàndard que inclouen: freqüència, pulsació (o freqüència angular), longitud d'ona, amplitud, període, nombre d'ona i velocitat de fase. L'amplitud d'una ona és la mesura de la magnitud de la màxima oscil·lació en el medi durant un cicle, i es mesura en les unitats depenent del tipus d'ona. La forma de la variació de l'amplitud s'anomena l'envolvent de l'ona.
El període (T) és el temps necessari per a completar una oscil·lació completa de l'ona. La freqüència (f) és quants períodes existeixen per unitat de temps (per exemple, per segon) es mesura en hertz.
Quan les ones s'expressen matemàticament, també s'usa la la freqüència angular (ω, radians/segon); està relacionada amb la freqüència f per la relació:
ω=(2·π)f (on pi és el nombre del mateix nom)
La velocitat de fase es poc calcular amb la relació:
c=λ·f
on λ és la longitud d'ona (en metres).
El nombre d'ona és una magnitud que es mesura en radians/metre (rad/m), i s'obté de la relació:
k=2π/λ
L'equació d'ones En general, no totes les ones són sinusoïdals. Un exemple d'ona no-sinusoïdal és un pols que es propaga per una corda en el terra. En general, qualsevol funció de x, y, z, i t que és una solució no trivial a l'equació d'ones. L'equació d'ones és una equació diferencial que descriu el pas d'una ona harmònica per un medi. L'equació té diferents formes depenent de com es transmet l'ona, i en quin medi.
