Si el movimiento de las partículas del medio en el que viaja una onda se puede describir mediante la ecuación del movimiento armónico simple, entonces se dice que la onda es armónica. Dependiendo de la dirección del movimiento de las partículas del medio en relación con el movimiento general de desplazamiento de las ondas las ondas pueden ser longitudinales o transversales.
Ondas periódicas
En apartados anteriores hemos visto que los movimientos periódicos los son porque cada intervalo de tiempo denominado periodo, el movimiento se repite. En el caso de los movimientos ondulatorios ocurre algo similar, es decir, todos los puntos del medio repiten el mismo valor de la magnitud que se propaga cuando pasa un periodo.
Para que un movimiento ondulatorio sea periódico basta con que sea periódico el movimiento del foco. El movimiento periódico más habitual, y que ya hemos estudiado, es el movimiento armónico simple. Entonces, para que una onda sea periódica es suficiente con que el foco realice un movimiento armónico simple:
(1.28)
La ecuación del movimiento armónico simple que realizará un punto alejado del foco una distancia x, al que llegará la onda t’ segundos después de iniciarse el movimiento en el foco será:
(1.29)
Sustituimos la frecuencia angular por su valor según la ecuación 1.4, y de la definición de velocidad despejamos el tiempo que tarda la onda en llegar al punto x:
(1.30)
Vamos a introducir dos nuevas variables:
- La longitud de onda será el producto entre el periodo y la velocidad de la onda, y que es el espacio recorrido por la onda en un periodo a la velocidad v:
(1.31) - Número de onda, número de veces que la longitud de onda está contenida en una vuelta:
(1.32)
Introduciendo estas definiciones en la ecuación 1.30 llegamos a la ecuación de la onda plana que se propaga en el eje positivo de las x, que además es una solución de la ecuación de D’Alembert (1.26):
(1.33)
Ondas longitudinales
Una onda longitudinal es aquella que hace que las partículas del medio en que se propaga vibren en la misma dirección de avance de la onda, como el sonido. Es una onda de presión. Lo que avanza con la onda son una serie de compresiones y enrarecimientos.
Ondas transversales
Otro caso es el de una sucesión de partículas de un medio elástico vibran en la dirección normal a la de la recta que las une, se engendra en el medio una onda transversal, y cada partícula entra en vibración con cierto retraso respecto a la anterior. La dirección de vibración de las partículas del medio es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, como la cuerda de una guitarra.
