Longitud de onda

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Para otros usos de este término véase Longitud.

Para ondas sinusoidales se define como la distancia, medida en la dirección de propagación de la onda, entre dos puntos cuyo estado de movimiento es idéntico, como por ejemplo crestas o valles adyacentes.

En la figura adjunta, el eje x representa la distancia recorrida por la perturbación, mientras que el eje y representa un parámetro físico en función de x, como puede ser la presión del aire para ondas sonoras, o el valor del campo eléctrico o magnético para ondas electromagnéticas.

En el sistema internacional, la unidad de medida de la longitud de onda es el metro, al igual que cualquier otra distancia. Dado los órdenes de magnitud de este parámetro, por comodidad se suele recurrir a submúltiplos como el milímetro (mm), el micrómetro (μm) y el nanómetro (nm).

[editar] Relación con la frecuencia

La longitud de onda λ es inversamente proporcional a la frecuencia f, siendo ésta la frecuencia del movimiento armónico simple de cada una de las partículas del medio. No se debe confundir con la frecuencia angular ω:

<math>\omega = 2\pi f \,</math>

Sabiendo que las ondas viajan a través de los distintos medios a una determinada velocidad de onda (que depende de las propiedades de éstos), se puede definir la longitud de onda como el cociente entre dicha velocidad y la frecuencia de la onda:

<math>\lambda = \frac {v} {f}</math>

donde:

λ es la longitud de onda de una onda sonora o una onda electromagnética
v es la velocidad de propagación de la onda (sonido=340 m/s), y
f es la frecuencia dada en hercios (1/s).

Por ejemplo, al tratar ondas electromagnéticas, la velocidad de transmisión de éstas en el vacío es la velocidad de la luz (299,792,458 metros por segundo).

[editar] Medios diferentes al vacío

Las únicas ondas capaces de transmitirse a través del vacío son las ondas electromagnéticas. Cuando éstas penetran en un medio material, como puede ser el aire o un sólido, su longitud de onda se ve reducida de forma proporcional al índice de refracción n de dicho material, mientras que su frecuencia permanece invariante.

La longitud de onda en dicho medio (λ') viene dada por:

<math>\lambda^\prime = \frac{\lambda_0}{n}</math>

donde:

λ₀ es la longitud de onda en el vacío, y
n es el índice de refracción del material.

La longitud de onda de las radiaciones electromagnéticas, sea cual sea el medio en que se transmitan, se expresa por lo general en función de la longitud de onda de éstas en el vacío, aunque no siempre esté indicado explícitamente.

[editar] Longitud de onda asociada a partículas

Louis-Victor de Broglie descubrió que todas las partículas que poseían una cantidad de movimiento tenían asociada una determinada longitud de onda. Es la denominada Hipótesis de De Broglie.

<math>\lambda = \frac{h}{p}</math>

donde:

h es la Constante de Planck, y
p es la cantidad de movimiento de la partícula.

El cociente entre una constante muy pequeña y un denominador que depende de la velocidad de la partícula, hace que para objetos macróscopicos en movimiento las longitudes de onda asociadas a éstos sean imperceptibles por el ser humano (siendo estas menores que un fotón).