¿Qué es una onda estacionaria?

A2A

Hay dos tipos de olas, las ondas familiares y las ondas estacionarias.
Una ola viajera, como su nombre indica, viaja
Si tomas una cuerda y haces una ola, la ola viajará a lo largo de la cuerda, ¿verdad?
O perturba el agua y verá ondas circulares viajando a lo largo de la superficie del agua, o el sonido en la mayor parte del medio viaja hacia afuera.

Incluso la ola mexicana en el fútbol es una ola itinerante, ¿lo ves avanzando, verdad? 😀

Hay otro tipo de onda, llamada onda estacionaria o estacionaria, como su nombre indica, no viaja en absoluto.

Tienen algunas propiedades increíbles.
Por ejemplo: no puede tener ondas estacionarias de ninguna frecuencia (puede viajar). Solo hay unas pocas frecuencias discretas que están permitidas, de lo contrario, no puede configurarlo.

En las ondas estacionarias, hay puntos que no oscilan en absoluto (llamados nodos).

Cuando tomas una banda elástica y la estiras y la excitas, ves una ola estacionaria, ¿verdad? (observe cuidadosamente la próxima vez, los nodos son los extremos que está sosteniendo, esos puntos no oscilan ;-))

En horno microondas tenemos microondas de pie. Si el contenedor no girara, entonces habría puntos donde la comida se calentaría adecuadamente (debido a los nodos). Intentalo. Retire el rotor y coloque la barra de chocolate y verá que todo no se derrite.

La mecánica cuántica nos dice que los electrones dentro de un átomo se comportan como ondas estacionarias alrededor del núcleo.

¡Salud!

Creo que esto ya ha sido respondido desde una perspectiva técnica por Aniruddha Venkata .

Para hacerlo mas simple:
para crear tu propia onda estacionaria

Si llena una bañera y desde un extremo articula una cartulina a la pared de la bañera y la mueve en el agua con una frecuencia constante, verá olas en el agua que van hacia el otro lado.

Ahora haga lo mismo en el otro extremo al mismo tiempo pero en sincronización opuesta, es decir, cuando el cartón en el extremo izquierdo está arriba, el que está en el extremo derecho se muestra abajo.

Cuando cree una onda estacionaria, notará que no podrá saber si una onda se mueve de izquierda a derecha o viceversa. Las crestas y el canal parecerán balancearse en la misma posición. De ahí el término “onda estacionaria”.

La idea es crear una ola similar a la que se opone pero exactamente fuera de fase:

Gráfico tomado de wiki: Onda estacionaria

Las ondas estacionarias son aquellas cuya envoltura varía solo con el espacio y no el tiempo. Suelen surgir cuando interfieren dos ondas idénticas que viajan en direcciones opuestas.

Considere la superposición de dos ondas planas idénticas con unidad de amplitud, viajando en direcciones opuestas:

[matemáticas] f (kz- \ omega t) = \ cos (kz + \ omega t) + \ cos (kz- \ omega t), [/ matemáticas]

donde [math] k [/ math] y [math] \ omega [/ math] son ​​el número de onda y la frecuencia radial, respectivamente.

[matemáticas] = 2 \ cos (kz). \ cos (\ omega t) [/ matemáticas]

Como puede ver, la envoltura de la onda resultante es función del espacio solamente. No varía con el tiempo. Entonces parece quedarse quieto en el espacio. De ahí el nombre de onda estacionaria.

Ver también:

¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de fase y la velocidad de grupo?

Un patrón de onda estacionaria es un patrón vibratorio creado dentro de un medio cuando la frecuencia vibratoria de la fuente hace que las ondas reflejadas de un extremo del medio interfieran con las ondas incidentes de la fuente. Esta interferencia ocurre de tal manera que puntos específicos a lo largo del medio parecen estar quietos. Debido a que el patrón de onda observado se caracteriza por puntos que parecen estar quietos, el patrón a menudo se denomina patrón de onda estacionaria . Dichos patrones solo se crean dentro del medio a frecuencias específicas de vibración. Estas frecuencias se conocen como frecuencias armónicas, o simplemente armónicos . En cualquier frecuencia que no sea una frecuencia armónica, la interferencia de las ondas reflejadas e incidentes conduce a una perturbación resultante del medio que es irregular y no se repite.

Las ondas estacionarias son simplemente la superposición de dos ondas de pecado que provienen de la dirección opuesta. Por lo tanto, la ola parece estar de pie. Hay nodos y antinodos en la onda estacionaria. Los nodos son los puntos que tienen amplitud mínima y los antinodos tienen amplitud máxima.

ondas estacionarias significa literalmente ondas que no se mueven en el espacio. Esto significa que las posiciones de cero y pico de la onda, llamadas nodo y antinodo, están fijas en el espacio. Solo la amplitud de la onda cambia con el tiempo.

Las ondas viajeras se mueven en el espacio, al igual que sus nodos y antinodos.

Distribución de energía no propagante.

Las ondas estacionarias son estacionarias, en el sentido de que no viajan con el tiempo. Obtenemos ondas estacionarias para ciertos estados ligados, como el potencial infinito, etc.