<pstyle="font-size:75%;text-align: center;">Naissance du concept d'onde</p>
<pstyle="font-size:75%;text-align: center;">Naissance du concept d'onde</p>
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#### Nacimiento del concepto de onda
#### Nacimiento de los conceptos de campo y onda
* Cada uno de nosotros ha lanzado un globo o arrojado una piedra. En cada instante, estos objetos ocupan una posición bien definida en el espacio y siguen una trayectoria que nuestros ojos pueden seguir. Esta experiencia sensible es la base de nuestro concepto intuitivo de cuerpos materiales: objetos bien definidos, de extensión limitada en el espacio y que se desplazan según las leyes de la física.
* Cada uno de nosotros ha lanzado un balón o arrojado una piedra. En cada instante, estos objetos ocupan una posición bien definida en el espacio y siguen una trayectoria que nuestros ojos pueden seguir. Esta experiencia sensible es la base de nuestro concepto intuitivo de **cuerpos materiales**: objetos bien definidos, de extensión limitada en el espacio, que se desplazan según las leyes de la física.
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Pero nuestra experiencia sensible no se limita a estos objetos localizados. Todos hemos **lanzado piedras al agua** o observado gotas de lluvia caer sobre la superficie tranquila de un estanque o un charco. Sus impactos perturban la superficie del agua, creando **pequeñas ondulaciones circulares** que *se propagan*, *se refuerzan o se debilitan* al cruzarse, y *rodean los obstáculos* que encuentran en su camino.
Pero nuestra experiencia sensible no se limita a estos objetos localizados. Cada uno de nosotros ha **lanzado piedras al agua** o observado gotas de lluvia caer sobre la superficie tranquila de un estanque.
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_Imagen GIF animada por hacer o comprar: lluvia sobre el estanque, gotitas creando ondulaciones que se superponen e interfieren._
Sus impactos perturban la superficie del agua, creando **pequeñas ondulaciones circulares** que
*se propagan, se refuerzan o se debilitan* cuando se cruzan, y
*rodean los obstáculos* que encuentran en su camino.
* Estas ondulaciones se traducen, *en cada instante y en cada punto* de la superficie, en una
**variación de la altura del agua** bajo la superficie.
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El físico habla de **campo** para describir una
*magnitud física definida en cada punto del espacio y en cada instante*. Aquí la
magnitud física es la altura del agua, y el espacio es la superficie bidimensional
del estanque.
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Estas ondulaciones son la **base de nuestro concepto intuitivo de ondas mecánicas**, perturbaciones de un medio material continuo y extenso, que se propagan, pueden interferir y ser difractadas.
*Las **propiedades de las ondas mecánicas**:
*Cuando el *estanque está en calma*, cuando su superficie está en **equilibrio y estable**, la *altura*
**propagación*
del agua bajo la superficie **varía de un punto a otro**, pero esta altura en cada punto
**interferencias*
**no varía con el tiempo**.
**difracción* por un obstáculo
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**reflexión y transmisión* en la interfaz entre dos medios materiales diferentes,
El físico dice que el *campo* de la altura del agua es **estacionario**.
**transporte de energía* y cantidad de movimiento, *pero no de materia* a largas distancias,
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**se encuentran en fenómenos más sutiles** observados en la naturaleza y luego descritos matemáticamente, o primero previstos por la teoría física antes de ser confirmados por la experimentación.
* Las ondulaciones se traducen en una variación de la altura del agua con respecto
a la superficie del estanque en reposo. Estas *ondulaciones* están en la
*base de nuestro concepto intuitivo de ondas*: **perturbaciones de un campo** que
**se propagan**,
interfieren y son difractadas.
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Para el físico, la **onda** aparece así como la *parte no estacionaria de un campo*,
es decir, la desviación temporal del valor de equilibrio del campo en reposo.
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* Las *ondulaciones* resultan del **desplazamiento** de moléculas de agua, es decir,
**de materia**.
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Cuando una onda caracteriza la *perturbación de un medio material*, el físico habla
de **onda mecánica**.
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* Las **propiedades de las ondas mecánicas**:
**Propagación*
**Interferencias*
**Difracción* por un obstáculo.
**Reflexión y transmisión* en la interfaz entre dos medios diferentes.
**Transporte de energía*, pero *no de materia* a grandes distancias.
**se encuentran también en fenómenos más sutiles** observados en la naturaleza
y luego descritos matemáticamente, o primero previstos por la teoría física antes
de ser confirmados por la experimentación. **se encuentran en fenómenos más sutiles**
observados en la naturaleza y luego descritos matemáticamente, o primero previstos
por la teoría física antes de ser confirmados por la experimentación.
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@@ -72,7 +108,13 @@ _Representación de los fenómenos de interferencia y difracción._
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@@ -72,7 +108,13 @@ _Representación de los fenómenos de interferencia y difracción._
#### Ondas de diferentes tipos
#### Ondas de diferentes tipos
* Hoy en día, se han observado **cuatro tipos de ondas**, desde las *ondas mecánicas* intuitivas hasta las ondas *gravitacionales* y las ondas *cuánticas*, pasando por las ondas *electromagnéticas*. En orden, estas ondas **corresponden a niveles de realidad cada vez más sutiles**, relacionadas con la velocidad de la luz $`c`$, y modeladas por teorías físicas con matemáticas cada vez más abstractas.
#### Ondas de diferentes tipos
* Hoy en día, **cuatro tipos de ondas** han sido observados, desde las *ondas mecánicas*
hasta las ondas *electromagnéticas*, luego las ondas *gravitacionales* y las ondas *cuánticas*.
En orden, estas ondas **corresponden a niveles de realidad cada vez más sutiles**,
relacionados con la velocidad de la luz c, y modelados por teorías físicas con
matemáticas cada vez más abstractas.
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@@ -83,15 +125,21 @@ _Cuatro tipos de ondas en física, para describir niveles de realidad cada vez m
...
@@ -83,15 +125,21 @@ _Cuatro tipos de ondas en física, para describir niveles de realidad cada vez m
##### **Las ondas mecánicas** *($`v \lt c`$)*
##### **Las ondas mecánicas** *($`v \lt c`$)*
* Son las **más conocidas e intuitivas**, y son muy **fáciles de observar**. Corresponden a una perturbación que se propaga en un medio material:
* Son las *más conocidas e intuitivas*, y a menudo son muy
**ondulaciones* en la superficie del agua,
*fáciles de observar* o sentir. Corresponden a una **perturbación de un campo material**:
**sonidos* que se propagan en el aire,
**ondulaciones* en la superficie del agua (campo de altura).
**ondas sísmicas* que se propagan en el suelo,
**sonidos* que se propagan en el aire (campo de presión).
**ondulaciones* de un resorte o una cuerda de un instrumento musical.
**ondas sísmicas* en el suelo (campo de desplazamiento en la tierra).
**ondulaciones* de un resorte o de una cuerda de un instrumento musical (campo de desplazamiento).
* Todas **estas ondas son materiales**, su velocidad de propagación $`\mathscr{v}`$ es inferior
a la velocidad de la luz $`c`$.
* Todas **estas ondas son materiales**; su velocidad de propagación $`\mathscr{v}`$ es inferior a la velocidad de la luz $`c`$.
* Al requerir un medio material, *no pueden viajar en el vacío*.
* No resultan de la perturbación de un medio material, sino que *están formadas* por un **campo eléctrico** y un **campo magnético perpendiculares que se autoalimentan**.
* No resultan de la perturbación de un medio material, sino que *están formadas*
por un **campo eléctrico y** un **campo magnético perpendiculares que se auto-mantienen**.
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Como no existe un medio que soporte las ondas electromagnéticas, **pueden viajar en el vacío**, incluso en el vacío interestelar.
Como no existe un medio de soporte para las ondas electromagnéticas, estas
**pueden viajar en el vacío**, entre otros, el vacío interestelar.
* Estas ondas incluyen:
* Estas ondas incluyen:
* las *ondas de radio*
* las *ondas de radio*
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@@ -112,16 +162,23 @@ Como no existe un medio que soporte las ondas electromagnéticas, **pueden viaja
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@@ -112,16 +162,23 @@ Como no existe un medio que soporte las ondas electromagnéticas, **pueden viaja
* los *rayos X*
* los *rayos X*
* los *rayos gamma*
* los *rayos gamma*
***Nuestros ojos solo perciben** una pequeña parte de este espectro: la *luz visible*.
***Nuestros ojos perciben solamente** una pequeña parte de este espectro, la *luz visible*.
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Como **estas ondas** son **energía pura** (no tienen masa en reposo), son *mucho más abstractas*.
Como **estas ondas** son **energía pura** (no tienen masa en reposo), son
*mucho más abstractas*.
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En todo momento, **nuestro cuerpo es atravesado** por *ondas de radio*, *ondas de televisión*, *ondas WiFi* que transportan música, imágenes, palabras de entrevistas, etc.
En todo momento, **nuestro cuerpo es atravesado** por *ondas de radio*, *ondas de televisión*, *ondas WiFi* que
transportan música, imágenes, palabras de entrevistas, etc.
**Sin la tecnología**, no tendríamos *ningún conocimiento de la mayoría de estas ondas*.
**Sin la tecnología**, no tendríamos *ningún conocimiento de la mayoría de estas ondas*.
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* La **velocidad de las ondas electromagnéticas** es siempre *exactamente $`c = 299\,792\,458 m\,s^{-1}`$*, una constante fundamental de la naturaleza llamada *velocidad de la luz en el vacío*.
* La **velocidad de las ondas electromagnéticas** es
siempre *exactamente $`c = 299\,792\,458 m\,s^{-1}`$*, constante fundamental de la naturaleza llamada
*velocidad de la luz en el vacío*.
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Al no depender del estado de movimiento del observador que mide esta velocidad, estas ondas **desafían nuestra intuición clásica** del mundo. Constituyen *una de las pruebas experimentales* del acoplamiento del espacio y el tiempo dentro del *espacio-tiempo*, descrito primero por la **relatividad especial** y luego por la relatividad **general**.
Al no depender del estado de movimiento del observador que mide esta velocidad, estas ondas
**desafían nuestra intuición clásica** del mundo. Constituyen *una de las pruebas experimentales* del acoplamiento del espacio y del tiempo
dentro *del espacio-tiempo* descrito primero por la **relatividad especial, luego** por la relatividad **general**.
