En este post se explica qué son las ondas tridimensionales en física. Así pues, encontrarás la definición de una onda tridimensional, cuáles son sus características y la ecuación de una onda tridimensional.
Índice
¿Qué es una onda tridimensional?
Una onda tridimensional, también llamada onda esférica, es una onda que se propaga en tres dimensiones. Es decir, las ondas tridimensionales se expanden en todas las direcciones del espacio.
Por ejemplo, una onda de sonido es una onda tridimensional porque se propaga en las tres dimensiones del espacio. Las ondas de luz también son ejemplos de ondas tridimensionales.
Por lo tanto, los frentes de onda de las ondas tridimensionales son esferas concéntricas que se propagan por el espacio, por eso también se conocen como ondas esféricas. El centro de estas esferas concéntricas es el foco u origen de la onda tridimensional.
Características de las ondas tridimensionales
Las ondas tridimensionales tienen las siguientes características:
- Amplitud (A): es la distancia entre el punto más alto de las oscilaciones de la onda y su valor medio.
- Periodo (T): es el tiempo que necesita la onda para hacer una oscilación completa.
- Frecuencia (f): es el número de oscilaciones o vibraciones que realiza la onda por unidad de tiempo.
- Frecuencia angular o pulsación (ω): es la velocidad a la que la onda realiza las oscilaciones.
- Velocidad de propagación (v): es la velocidad a la que se propaga la onda.
Ecuación de una onda tridimensional
Dada la simetría esférica de las ondas tridimensionales, si suponemos que la onda tridimensional se propaga por un medio isótropo, como el aire o el agua, la ecuación que describe su movimiento se puede escribir en coordenadas esféricas de la siguiente manera:
Así pues, al solucionar la ecuación diferencial anterior integrando, se llega a la fórmula de la ecuación de una onda tridimensional:
Donde:
es la elongación de la onda tridimensional.
es la distancia desde el origen de la onda hasta el punto de estudio.
es la amplitud de la onda tridimensional.
es el número de onda.
es la frecuencia angular o pulsación de la onda.
es el instante de tiempo.
es la fase inicial de la onda.
Otros tipos de ondas
Según las dimensiones en las que se propagan, las ondas se clasifican en longitudinales, bidimensionales o tridimensionales. Por lo tanto, aparte de las onda tridimensionales, también existen los siguientes dos tipos de ondas:
- Onda unidimensional: tipo de onda que se propaga en una dimensión, es decir, a través de una única dirección.
- Onda bidimensional: tipo de onda que se propaga en dos dimensiones, esto es, por una superficie.
