Longitud de onda


En física , la longitud de onda es el período espacial de una onda periódica, la distancia sobre la que se repite la forma de la onda. [1] [2] Es la distancia entre puntos consecutivos correspondientes de la misma fase en la onda, como dos crestas, valles o cruces por cero adyacentes , y es una característica tanto de las ondas viajeras como de las ondas estacionarias , así como de otras patrones de ondas espaciales. [3] [4] La inversa de la longitud de onda se llama frecuencia espacial . La longitud de onda se designa comúnmente con la letra griega lambda(λ). El término longitud de onda también se aplica a veces a ondas moduladas y a las envolventes sinusoidales de ondas moduladas u ondas formadas por la interferencia de varias sinusoides. [5]

Suponiendo que una onda sinusoidal se mueve a una velocidad de onda fija, la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda: las ondas con frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas y las frecuencias más bajas tienen longitudes de onda más largas. [6]

La longitud de onda depende del medio (por ejemplo, vacío, aire o agua) por el que viaja una onda. Ejemplos de ondas son ondas de sonido , luz , ondas de agua y señales eléctricas periódicas en un conductor . Una onda de sonido es una variación en la presión del aire , mientras que en la luz y otras radiaciones electromagnéticas varían la fuerza del campo eléctrico y magnético . Las ondas de agua son variaciones en la altura de una masa de agua. En una vibración de red cristalina , las posiciones atómicas varían.

El rango de longitudes de onda o frecuencias de los fenómenos ondulatorios se denomina espectro . El nombre se originó con el espectro de luz visible, pero ahora se puede aplicar a todo el espectro electromagnético , así como a un espectro de sonido o de vibración .

En medios lineales , cualquier patrón de onda se puede describir en términos de la propagación independiente de componentes sinusoidales. La longitud de onda λ de una forma de onda sinusoidal que viaja a velocidad constante v viene dada por [7]

donde v se llama velocidad de fase (magnitud de la velocidad de fase ) de la onda y f es la frecuencia de la onda . En un medio dispersivo , la velocidad de fase en sí depende de la frecuencia de la onda, lo que hace que la relación entre la longitud de onda y la frecuencia no sea lineal.


La longitud de onda de una onda sinusoidal , λ, se puede medir entre dos puntos cualesquiera con la misma fase , como entre crestas (en la parte superior) o valles (en la parte inferior), o los cruces por cero correspondientes como se muestra.
Las ondas estacionarias sinusoidales en una caja que restringe los puntos finales a ser nodos tendrán un número entero de medias longitudes de onda que encajarán en la caja.
Una onda estacionaria (negra) representada como la suma de dos ondas que se propagan viajando en direcciones opuestas (rojo y azul)
La longitud de onda se reduce en un medio con una propagación más lenta.
Refracción: al entrar en un medio donde su velocidad es menor, la onda cambia de dirección.
Separación de colores por un prisma (haga clic para ver la animación)
Varias longitudes de onda locales sobre una base de cresta a cresta en una ola del océano que se acerca a la costa [10]
Una onda sinusoidal que viaja en un medio no uniforme, con pérdida
Una onda en una línea de átomos se puede interpretar de acuerdo con una variedad de longitudes de onda.
Olas casi periódicas sobre aguas poco profundas
Longitud de onda de una forma de onda periódica pero no sinusoidal.
Un paquete de ondas que se propagan
Patrón de intensidad de luz en una pantalla para que la luz pase a través de dos rendijas. Las etiquetas de la derecha se refieren a la diferencia de las longitudes de las trayectorias de las dos rendijas, que aquí se idealizan como fuentes puntuales.
El patrón de difracción de una rendija doble tiene un sobre de una sola rendija .
Relación entre longitud de onda, longitud de onda angular y otras propiedades de onda.