Clasificaciones de las ondas
Existen varias clasificaciones posibles:
Según el medio de propagación
- Ondas electromagnéticas y gravitatorias
- Ondas que necesitan un medio material para propagarse
Según la dirección de vibración
- Ondas Transversales
- Ondas Longitudinales
Según el número de dimensiones del espacio
- Unidimensionales
- Bidimensionales
- Tridimensionales
Las ondas electromagnéticas
A mediados del siglo 19, el físico escocés James C. Maxwell propuso un conjunto de ecuaciones que explicaban todos los fenómenos eléctricos y magnéticos conocidos, y además predecían las ondas electromagnéticas (oem) cuya existencia fue verificada después por Hertz de forma experimental. La teoría de Maxwell también demostró que la luz es una onda electromagnética y unificó así la óptica con el electromagnetismo. Las oem son una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, y automantenidos, que se propagan a través del espacio transportando energía. Sus principales características son:
- Pueden viajar en el vacío.
- Se propagan a la velocidad de la luz (en el vacío: c = 3·108 m/s).
- Son ondas transversales: los campos eléctrico y magnético son perpendiculares, y son a su vez perpendiculares a la dirección de propagación.
- Pueden expresarse como ondas armónicas con doble periodicidad espacial y temporal.
Las oem se diferencian por su frecuencia (que no varía aunque la onda cambie de medio). El espectro electromagnético es el conjunto de todas las oem ordenadas según su longitud de onda y contiene: ondas de radio (AM y FM) y de televisión, ondas de telefonía móvil, microondas (como las emitidas por los hornos), luz infrarroja, luz visible, luz ultravioleta, rayos X y rayos gamma, entre otras. Las oem de mayor frecuencia (menor longitud de onda) son las más perjudiciales para los tejidos vivos, aunque se utilizan en medicina de forma controlada en el diagnóstico (radiografías) y tratamiento de enfermedades (radioterapia). En el caso de la luz visible, la frecuencia determina los distintos colores que vemos. Las oem que emiten los cuerpos celestes nos permiten conocer el universo. Desde el punto de vista tecnológico, las oem son la base de las telecomunicaciones inalámbricas.
La Física y la Tecnología
La física es el paradigma de lo que hoy llamamos ciencia y uno de los pilares de la tecnología. Sus aportaciones han revolucionado nuestra comprensión de la realidad y nuestro modo de vida, por ejemplo, la mecánica nos enseña cómo se mueven los cuerpos y dicta las leyes de la aeronáutica y de la estática que permiten diseñar naves y construcciones. También explica cómo se comporta el sonido, lo que ha llevado a avances técnicos como el sónar y la ecografía y a la termodinámica, que trata con la energía y el calor, sabemos por ejemplo hacer frigoríficos y motores de combustión. El electromagnetismo establece los fundamentos de los motores eléctricos y de los generadores de electricidad. Esta rama de la física es también fundamental para la exploración y desarrollo de fuentes renovables de producción de energía eléctrica, también un conocimiento ayudando al desarrollo de telecomunicaciones. La óptica nos permite manipular la luz y construir instrumentos ópticos, por ejemplo: dispositivos para diagnosticar y tratar problemas de visión, sistemas de registro y visualización de imágenes como cámaras y pantallas, aparatos de uso en medicina. Además, el láser forma parte ya de nuestra vida cotidiana al estar presente en los sistemas de reproducción de CD y DVD. La teoría de la relatividad establece la equivalencia entre masa y energía, que llevó a la bomba atómica y a la energía nuclear necesaria hoy día para buena parte del suministro eléctrico. La física cuántica ofrece, junto a la óptica, el fundamento para el láser y las células fotoeléctricas. La física de la materia condensada estudia nuevos materiales con propiedades increíbles y está detrás del desarrollo de la nanotecnología con aplicaciones, en la industria y en informática. Por su parte, la física de partículas y la astrofísica han cambiado nuestra visión de la naturaleza, desde la descripción de la composición de la materia a una escala pequeñísima hasta las teorías sobre el origen del universo. También se han derivado aplicaciones de gran utilidad para la sociedad como el uso médico de la radioactividad.