¿Qué es una onda?

Una onda, es cualquier perturbación en el medio la cual propaga energía sin desplazamiento alguno de materia. Las ondas puedes viajar a través de los tres estados de la materia: sólidos, líquidos y gases. 

Fig. No. 1. Ondas propagándose en un plano

Un medio elástico es aquel con la propiedad de volver a su estado de reposo luego de una perturbación en su espacio, la cual provoca que se generen deformidades en su estructura, tal como las dos ya mencionadas o, en todo caso, como un resorte. 

Fig. No. 2. Resorte en transición de movimiento, volviendo a su estado de reposo

y volviendo a perturbar su estructura

El vacío del espacio es todo lo opuesto a un medio elástico, porque realmente es un vacío. Aunque fuera posible que pudieras gritar en el espacio sin necesidad de un traje de astronauta, nadie podría escucharte por más fuerte que lo hicieras. Aunque ojo, eso no significa que no haya ruido en el espacio. 

¿Cómo está conformada una onda?

Independientemente de si una onda es electromagnética, ionizante, no ionizante o, en este caso mecánica, una onda siempre constará de los elementos mostrados en la siguiente figura No. 1.

Fig. No. 3. Elementos de una onda [https://brainly.lat/tarea/15707067]

De los parámetros mostrados, hay tres que determinan la forma en que percibimos una onda mecánica: 

-La amplitud (comúnmente llamada también volumen).  

    Es la cantidad de energía con la que una señal acústica es percibida. Expresada en decibeles                     (Latinoamérica) o decibelios (España), y su símbolo es dB.

-El Periodo, T. Es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo, es decir, el tiempo que tarda en llegar de Nodo a Nodo, o de Cresta a Cresta.

-La frecuencia, f (que se relacionamos con el tipo de sonido que escuchamos, y de forma subjetiva clasificamos en grave, medio y agudo). Y aunque no está expresada de forma directa en la figura, se define como la unidad inversa del periodo, es decir f = 1/ T. Su unidad son los Hertz o Hertzios, Hz; representan los ciclos o las veces que una onda vibra en un segundo. 

De forma práctica, puedes googlear "Frequency Generator" o buscar una App bajo el mismo nombre, juega con los valores y déjame abajo en la caja de comentarios lo que observaste. (Recomiendo hacer esta prueba con un par de audífonos para una mejor experiencia)

¡IMPORTANTE! Ten en cuenta que mientras más alta es la frecuencia que elijas, mayor será la amplitud o volumen de esta, así que ten cuidado, cuida tus oídos. 

Fig. No. 4. Captura de pantalla de una de las Apps disponibles

O si lo prefieres, te dejo el link de un generador online: https://www.szynalski.com/tone-generator/

Un cuarto parámetro importante es la longitud de onda (λ) (Lambda), que está dada por la expresión siguiente:

Donde:

    λ es la longitud de onda (m)

    c es la constante de la velocidad del sonido, que tomaremos como 343.6 m/s

    f es la frecuencia de la señal (Hz)

    λ representa el diámetro que tiene el frente de una onda. Y es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal, es decir, mientras más baja sea esta, más grande será el tamaño de λ. 

Imaginemos que frente a nosotros tenemos una señal con una frecuencia de 60 Hz, que se propaga en forma esférica. Obtengamos su longitud de onda para tener una visión más clara (Fig. No. 5). 

Fig. No. 5. Señal de 60 Hz propagándose hacia nosotros, con una longitud de onda de 5.73 m

Es decir, que toda la energía del frente de onda es abarca 5.73 metros de diámetro. Comparado con el tamaño de nuestro oído de aproximadamente 1 cm de diámetro es un monstruo. Pero no te preocupes, la energía del resto de la señal se propagará hacia el resto del espacio a tu alrededor. 

Teniendo en cuenta este principio, es fácil deducir que a mayor frecuencia, la longitud de onda es más pequeña, hasta llegar a caber en el diámetro de nuestros oídos. A esto se le conoce como direccionabilidad de una onda, lo cual aplica para frecuencias medias y altas. Mientras que para las frecuencias bajas, se denominan como ondas omnidireccionales, debido a que su longitud de onda es tan grande que se propaga en todas direcciones.