Onda estacionaria
En física , una onda estacionaria , también conocida como onda estacionaria , es una onda que oscila en el tiempo pero cuyo perfil de amplitud máxima no se mueve en el espacio. La amplitud máxima de las oscilaciones de onda en cualquier punto del espacio es constante con respecto al tiempo, y las oscilaciones en diferentes puntos a lo largo de la onda están en fase . Las ubicaciones en las que el valor absoluto de la amplitud es mínimo se denominan nodos , y las ubicaciones en las que el valor absoluto de la amplitud es máximo se denominan antinodos .
Las ondas estacionarias fueron notadas por primera vez por Michael Faraday en 1831. Faraday observó ondas estacionarias en la superficie de un líquido en un recipiente vibrante. [1] [2] Franz Melde acuñó el término "onda estacionaria" (en alemán: stehende Welle o Stehwelle ) alrededor de 1860 y demostró el fenómeno en su experimento clásico con cuerdas vibrantes. [3] [4] [5] [6]
Este fenómeno puede ocurrir porque el medio se mueve en dirección opuesta al movimiento de la onda, o puede surgir en un medio estacionario como resultado de la interferencia entre dos ondas que viajan en direcciones opuestas. La causa más común de las ondas estacionarias es el fenómeno de la resonancia , en el que las ondas estacionarias ocurren dentro de un resonador debido a la interferencia entre las ondas reflejadas de un lado a otro en la frecuencia de resonancia del resonador .
Para ondas de igual amplitud que viajan en direcciones opuestas, en promedio no hay propagación neta de energía .
Como ejemplo del primer tipo, bajo ciertas condiciones meteorológicas se forman ondas estacionarias en la atmósfera a sotavento de las cadenas montañosas. Tales olas son a menudo explotadas por pilotos de planeadores .
Las ondas estacionarias y los saltos hidráulicos también se forman en los rápidos de los ríos y en las corrientes de las mareas, como el maelstrom de Saltstraumen . Un requisito para esto en las corrientes fluviales es un agua que fluye con poca profundidad en la que la inercia del agua vence a su gravedad debido a la velocidad supercrítica del flujo ( número de Froude : 1.7 - 4.5, superando 4.5 resulta en onda estacionaria directa [7] ) y por lo tanto, el obstáculo no reduce significativamente su velocidad ni lo empuja hacia un lado. Muchas olas estacionarias de los ríos son lugares populares para surfear en los ríos .
