Ondas, electromagnetismo y toda la pesca (1)

Ondas, electromagnetismo y toda la pesca (1)

dimecres 08 d'octubre 2014 - 18:30 a dissabte 10 de gener 2015 - 02:00
Ondas, electromagnetismo y toda la pesca (1)

Ondas, electromagnetismo, campos y otras cosas que irán saliendo (1)

Lo que no puedes explicar de forma sencilla es que no lo entiendes. (A. Einstein).

(En esta bonita ilustración se ve una onda y algunas de sus características)

 

Hemos dado un repaso a la energía antes de meternos de cuatro patas en la física cuántica (la que explica el mundo de las partículas elementales). De igual manera es necesario que sepamos algo sobre ondas, electromagnetismo y demás, pues ayuda a entender mejor el infierno subatómico.

¿Preparados?, pues al ataque. Las ondas son muy diversas, y están por todas partes, por todas las partes de todas partes. Ahora mismo, cualquiera de nosotros está recibiendo un porrón de ondas (por suerte inofensivas). Hay ondas sonoras, de calor, electromagnéticas,..Y hay que tener claro que la materia emite y absorbe energía, y esa energía la transporta una onda. Una onda transporta energía y cantidad de movimiento, pero no materia. ¿Liado?, pues sí, un poco rarita sí que es la cosa, pero de momento no hay más que rascar.  Con todo, ya podemos formular una primera conclusión: el estudio de las ondas y sus funciones son capitales en la física de partículas.

Pero, ¿qué es una onda? Pues, qué quieren que les diga, no se sabe muy bien qué es una onda, qué le vamos a hacer.

Las ondas se producen porque en un foco emisor algo vibra y genera una perturbación que transmite esa vibración por el espacio, lo que se traduce en un movimiento ondulatorio (Lewin). Las cuerdas de un violín producen al vibrar ondas sonoras, (oscilaciones repetitivas), y si agitamos verticalmente un trozo de cuerda situada en el suelo, veremos cómo produce ondulaciones que llegan hasta el otro extremo. Otro aspecto básico a tener en cuenta es que las ondas que nos interesan producen efectos a distancia (a veces inmensa) sobre la materia: las ondas luminosas del sol actuando sobre los estupendos cuerpos de las señoras playeras, por ejemplo. Otro aspecto a tener en cuenta: no podríamos saber casi nada del mundo subatómico si no utilizáramos las ondas, tanto como portadoras de información como instrumentos de observación. Ellas son nuestros ojos y nuestros detectores. De ahí su capital importancia.

 Las ondas pueden ser de muchas clases, ya se ha dicho. Las que se afectan a las partículas elementales son: electromagnéticas, gravitacionales, nucleares fuertes y nucleares débiles. Dejaremos al margen las dos últimas, y también la gravitatoria, pues es prácticamente inexistente en el mundo cuántico. (Buñuelo informativo: se está buscando con frenesí frenético al gravitón, que ha de ser la partícula portadora de esa fuerza; pero de momento no se le ha visto por el barrio. Más buñuelo informativo: del estudio de tanta agitación se encarga la mecánica cuántica).

.Podemos visualizar mentalmente las ondas del mundo subatómico, y no subatómico, como unas líneas sinuosas, que forman semicírculos hacia “arriba” a los que siguen semicírculos hacia “abajo” y así ad infinitum, o casi. La cota máxima de una onda se llama pico o cresta, y la más baja, valle. Las ondas que nos interesan en este momento, las electromagnéticas, tienen cuatro características definitorias: la longitud de onda, la frecuencia, la amplitud y la velocidad.  La longitud de onda es la distancia entre dos picos sucesivos de la onda (el punto más elevado de una onda); cuanta mayor sea la longitud de onda, más larga será la onda. La frecuencia de onda es la cantidad de ciclos por segundo de la onda, siendo un ciclo la distancia entre dos picos o dos valles consecutivos. A mayor frecuencia, menor longitud; y san revés: ley fundamental al canto. En cuanto a la amplitud de onda, bastará con saber que cuanto mayor es la amplitud de onda, mayor es la cantidad de energía que lleva la onda (aspecto fundamental del asunto). La longitud de onda de la luz se mide en nanómetros (uno es una milmillonésima de metro; una medida infinitesimal, vamos); y la frecuencia en hercios. Por lo que respecta a la velocidad, es directamente proporcional a la frecuencia de la onda y, por ende, a su cantidad de energía. ¿Vamos bien? No es preciso saberse de memoria todo este misal, pero sí será bueno tener una idea.

(Rincón curioso: en el vacío cósmico-sideral universal las ondas sonoras no se transmiten, pues necesitan un medio material –aire- para propagarse; cuando peta una estrella supernova expulsando una cantidad colosal de energía, debería producirse un estruendo que dejara como una tapia a medio universo; pues no, silencio total. En cambio, esa misma estrella al explosionar emite un porrón de ondas electromagnéticas que inundan el espacio circundante; por eso los astronautas dicen que una de las cosas que les sobrecoge más del espacio es el absoluto silencio).

Bien, hay que premiar a los que hayan tenido el detalle (y el humor) de llegar hasta el final del artículo. Para ellos, una canción particularmente bella:

https://www.youtube.com/watch?v=FCW1GsRrMvQ

 

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Sobre l'autor

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Salvador Martínez. Jubilado inquieto y curioso, que se pasea por una de las más apasionantes fronteras del conocimiento humano. Ante notario ha dejado escrita la frase que debe esculpirse en su lápida funeraria: "Aquí yace un tipo que dedicó su vida a comprender este mundo y sus alrededores. Fracasó."
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