En física , matemáticas y campos relacionados, una onda es una perturbación dinámica que se propaga (cambio desde el equilibrio ) de una o más cantidades , a veces como se describe en una ecuación de onda . En las ondas físicas, están implicadas al menos dos cantidades de campo en el medio ondulatorio. Las ondas pueden ser periódicas, en cuyo caso esas cantidades oscilan repetidamente alrededor de un valor de equilibrio (en reposo) a alguna frecuencia . Cuando toda la forma de onda se mueve en una dirección, se dice que es una onda viajera ; por el contrario, un par de superpuestoslas ondas periódicas que viajan en direcciones opuestas forman una onda estacionaria . En una onda estacionaria, la amplitud de la vibración tiene valores nulos en algunas posiciones donde la amplitud de la onda parece menor o incluso cero.
Los tipos de ondas más comúnmente estudiados en física clásica son mecánicas y electromagnéticas . En una onda mecánica, los campos de tensión y deformación oscilan alrededor de un equilibrio mecánico. Una onda mecánica es una deformación local (tensión) en algún medio físico que se propaga de partícula a partícula creando tensiones locales que también causan tensión en las partículas vecinas. Por ejemplo, las ondas sonoras son variaciones de la presión local y el movimiento de las partículas que se propagan a través del medio. Otros ejemplos de ondas mecánicas son ondas sísmicas , ondas de gravedad., ondas superficiales , vibraciones de cuerdas (ondas estacionarias) y vórtices [ dudoso ] . En una onda electromagnética (como la luz), acoplamiento entre los campos eléctrico y magnético que sostiene la propagación de una onda que involucra estos campos de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell . Las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del vacío y a través de algunos medios dieléctricos (en longitudes de onda en las que se consideran transparentes ). Las ondas electromagnéticas, según sus frecuencias (o longitudes de onda ) tienen designaciones más específicas que incluyen ondas de radio ,radiación infrarroja , ondas de terahercios , luz visible , radiación ultravioleta , rayos X y rayos gamma .
Otros tipos de ondas incluyen las ondas gravitacionales , que son perturbaciones en el espacio-tiempo que se propagan según la relatividad general ; ondas de difusión de calor [ dudoso ] ; ondas de plasma que combinan deformaciones mecánicas y campos electromagnéticos; ondas de reacción-difusión , como en la reacción de Belousov-Zhabotinsky ; y muchos más.
Las ondas mecánicas y electromagnéticas transfieren energía , [2] momento e información , pero no transfieren partículas en el medio. En matemáticas y electrónica, las ondas se estudian como señales . [3] Por otro lado, algunas ondas tienen envolventes que no se mueven en absoluto, como las ondas estacionarias (que son fundamentales para la música) y los saltos hidráulicos . Algunas, como las ondas de probabilidad de la mecánica cuántica , pueden ser completamente estáticas [ dudoso ] .
Una onda física casi siempre está confinada a alguna región finita del espacio, llamada su dominio . Por ejemplo, las ondas sísmicas generadas por los terremotos son significativas solo en el interior y la superficie del planeta, por lo que pueden ignorarse fuera de él. Sin embargo, las ondas con dominio infinito, que se extienden por todo el espacio, se estudian comúnmente en matemáticas y son herramientas muy valiosas para comprender las ondas físicas en dominios finitos.