He dado una respuesta en mi respuesta aquí; Si la luz es una onda, ¿cuál es el medio que oscila?
Me gusta dar algunas pistas sobre las olas en general. ¡La gente parece olvidar que una ola es una propiedad de la ‘materia’ solamente! Te lo explicaré. Necesitas fuerzas de atracción y repulsión para obtener una ola, y las fuerzas se definen en términos de masa y aceleración. Esto a veces se oculta cuando hablamos de una fuerza como la derivada del momento del momento … el momento contiene masa y velocidad y la derivada da aceleración ya que la masa es fija. Una constante de este movimiento es la energía. Hay ‘solo’ dos tipos de energías en el mundo … ¡energía cinética y energía potencial, y ambas solo se definen con respecto a las partículas ‘masivas’ también! La energía cinética está relacionada con el movimiento ‘relativo’ de las partículas, y la energía potencial está relacionada con las posiciones ‘relativas’ de las partículas. Es una regla de la naturaleza que la suma de estos dos se fije eternamente si están aislados.
Cuando decimos que esta radiación tiene esta energía por unidad de área por unidad de tiempo, realmente queremos decir que si cae sobre ‘materia’ se le transfiere mucha energía … Si en cambio decimos que podemos encontrar la energía del campo Al medir el campo magnético y los campos eléctricos de esta radiación por separado y luego encontrar la energía, realmente queremos decir que medimos las fuerzas eléctricas y magnéticas en una partícula unitaria, y si hay materia que puede absorber esa energía, obtenemos ese valor calculado. Por lo tanto, siempre es la materia lo que está en el centro, pero como sabemos que la energía siempre se conserva, podríamos olvidarnos de la materia y hablar de energía solo, sin causar muchos problemas.
En una ola, debemos tener energía al principio … potencial o cinética o una mezcla. La energía cinética se absorbe como energía potencial, luego se libera por completo como energía cinética y esto continúa para siempre si no hay pérdidas. El período de tal vibración está determinado por la proporción de la capacidad de almacenamiento de energía y las masas involucradas. Ejemplos: una masa entre dos resortes en una superficie lisa. Si empujas la masa hacia un lado, gana energía cinética. Pierde esta energía al comprimir el resorte y cambiar a energía potencial. Como la velocidad es cero, el resorte empuja hacia atrás (y el otro atrae) y sucede lo mismo en el segundo extremo y esto continúa para que la energía cinética se convierta en energía potencial y luego vuelva a la energía cinética. La frecuencia de oscilación viene dada por alguna relación de la fuerza de estos dos almacenes. Para este caso de dos masas de resorte, la frecuencia de oscilación es; f = sqrt (k / 2m), donde k es la capacidad del resorte para almacenar energía por unidad de desplazamiento, ym es la masa. Una masa que cuelga de un solo resorte también vibra con el otro resorte, ahora es gravedad y f = sqrt (k / m).
Otro ejemplo; Una bola sobre el suelo cae … atraída por la gravedad y tiene energía potencial … la energía potencial se convierte en energía cinética. Al tocar el suelo, la energía cinética se almacena como energía potencial al comprimir el gas en el interior (cambiando las distancias relativas entre las moléculas) y debido a la repulsión, esta se devuelve completamente como energía cinética. Esto es absorbido nuevamente completamente por la gravedad y devuelto completamente en el camino hacia abajo. Aquí el gas es un resorte y la gravedad es el otro.
Para un ejemplo más simple … tome tres electrones a lo largo de una sola línea, igualmente espaciados y solo puede mover una línea larga con los dos electrones finales fijos. Empuje el medio un poco hacia un lado … funcionará contra la repulsión hasta que su velocidad sea cero, se detenga y luego empuje hacia el otro, lo que lo repelerá a su vez, causando vibraciones, y esto continuará para siempre (suponiendo que no haya radiación etc) Esta constante de primavera aquí es el factor de Coulomb. La fuerza de atracción está oculta aquí … es en las fuerzas que mantienen fijos los electrones finales.
Otro ejemplo simple pero hipotético es hacer un agujero diametral en el cuerpo de la tierra y dejar caer una bola de acero en la superficie. Bajará atraído por la gravedad hacia el ‘centro’ y lo pasará, porque ahora tiene energía cinética. Pero debido a la simetría, las fuerzas hacia el centro ahora empujan la pelota hacia atrás. La energía de la pelota es suficiente para llevarla al otro punto de la superficie y el ciclo comienza nuevamente. La energía potencial en los puntos de la superficie es máxima y una energía cinética igual máxima en el centro. La frecuencia ahora está determinada por la constante de gravedad que actúa como el resorte y la masa de la pelota. Otro ejemplo simple es cuando tienes agua en un tubo en U y le das un empujón a la superficie del agua en un brazo … el fluido oscila … la energía cinética cambia a energía potencial (a medida que el líquido aumenta con respecto a la tierra ganando energía potencial ) y la atracción gravitacional lo tira hacia atrás causando vibración. La masa aquí es la de toda la columna de agua, y la constante del resorte es la aceleración por gravedad.
Si, por otro lado, pateas una pelota contra una pared, la energía cinética de la pelota se transformará en energía potencial en el gas y se devolverá en su totalidad (suponiendo que no haya pérdidas) y la pelota recuperará su velocidad al regresar. . pero la pelota no vibrará … no volverá de nuevo ya que la fuerza de atracción está ausente en este caso. Dos paredes causarán oscilación, pero nuevamente la fuerza de atracción está oculta en lo que hace que las paredes permanezcan inmóviles por la pelota.
En conclusión, todas las ondas son mecánicas porque se relacionan con una masa (recuerde que no hay carga eléctrica sin una masa) y requieren la condición de fuerzas de empuje y tracción y un posible almacenamiento de energía. El empujar y tirar podría ser atracción eléctrica y repulsión, o proporcionado por la geometría misma como en el caso de un ejemplo de agujero a través de la tierra. Las fuerzas que causan vibraciones y ondas pueden ser de un solo tipo, o una combinación de tipos como la electricidad y la gravedad como la tienda, siendo la energía cinética siempre la segunda tienda.
En los casos de cargas positivas que atrapan cargas negativas, o dos masas que se atrapan entre sí en el espacio vacío, obtenemos un movimiento circular … y este es solo otro tipo de vibración … si observas en el plano de un movimiento circular, ves oscilación en una dimensión a lo largo del diámetro. El período de oscilación aquí depende de la energía cinética de la masa y la fuerza del resorte en este caso es la atracción electrostática o gravitacional.
