Las olas son un hábito de la naturaleza. Los veo como la interacción de otras dos cosas básicas que hace la naturaleza, que reconocemos fácilmente, y vemos la combinación para producir lo que vemos como ‘ondas‘.
En realidad, hay varios tipos diferentes de olas.
El movimiento básico de ida y vuelta viene porque la naturaleza busca un medio, para igualar las cosas.
Si haces un agujero en el agua (agua superficial, en la gravedad normal de la Tierra, por ejemplo), entonces la naturaleza dice que el agua tenderá a llenar ese agujero.
Si acumula algo de agua, tenderá a caer a un nivel.
La naturaleza busca el equilibrio.
Eso es lo primero que pasa.
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Sin embargo, la naturaleza también es muy muy relajada, de una manera que no es obvia si ves el movimiento como ‘hacer algo’. La naturaleza tiene inercia, la propiedad de ser inerte, casi apática en términos humanos. Entonces, una vez que algo se está moviendo, la naturaleza simplemente sigue moviéndose hasta que algo lo empuja de otra manera. Si algo está quieto, permanece quieto hasta que se perturbe, el mismo concepto. Inercia.
Entonces, una vez que la naturaleza se ha embarcado en llenar un agujero, no se detiene allí. Para alcanzar la media, el cero, comenzó un movimiento. Con la inercia, ese movimiento continúa hasta que se opone. Hay un exceso.
A medida que continúa el sobreimpulso, nuevamente entra en un estado desequilibrado, por lo que la naturaleza tiene la costumbre de revertirlo nuevamente. Puede ver todo esto en términos de energía, si lo desea. La naturaleza simplemente lo hace.
Por lo tanto, el movimiento de ida y vuelta sobre un centro es natural.
La tendencia a nivelar las cosas se conoce como la Segunda Ley de la Termodinámica, a menudo llamada solo la Segunda Ley. No es realmente una ley que la naturaleza deba seguir, no hay policías involucrados, es solo el hábito de la naturaleza. Pero los físicos se sienten obligados por ello.
La tendencia a sobrepasar, continuar hasta oponerse, es la primera ley de movimiento de Newton, también conocida como inercia.
Diferentes tipos. Las ondas suceden de manera diferente según las propiedades del medio en el que se encuentran. El gas es muy flexible y elástico, obtenemos ondas de sonido, que son movimientos de compresión y vacío relativo. Algo similar puede suceder en los sólidos elásticos. Los líquidos también, pero su propiedad principal es el flujo, por lo que vemos una subida y bajada en la superficie.
Algunas olas parecen moverse, como cuando dejas caer tu computadora portátil en un extremo de un baño. Algunos parecen quedarse quietos, como cuando lo sueltas en el medio.
El movimiento transversal es una especie de ilusión, porque un pedazo de agua en particular no se mueve de la forma en que un objeto flotante podría moverse; los pedazos de agua en un baño solo se mueven hacia arriba y hacia abajo, solo los picos se mueven hacia los lados. Ondas transversales.
Algunas ondas parecen no moverse en absoluto, aunque las partículas en ellas, por supuesto, se mueven de un lado a otro. Por ejemplo, los patrones de Lissajous. Tales cosas también suceden en las burbujas.
Ondas estacionarias.
En un océano, es ligeramente diferente: las parcelas de agua tienden a moverse en pequeños círculos, un movimiento combinado tal como lo vemos (bueno, la naturaleza simplemente lo hace, no analiza de esa manera) pero también giran sobre dónde están, en realidad no se mueven mucho, mientras que las ‘olas’ mismas, los picos y valles, pueden moverse a gran velocidad. Ondas de superficie.
Luego están las ondas longitudinales, que se ven en un medio elástico. Ves esto si tienes una primavera larga y le das un golpe en un extremo. Habrá una región donde el resorte está relativamente comprimido, y esa región de mayor compresión parecerá moverse a lo largo del resorte. Debe quedar claro que el resorte en sí no se mueve junto a la ola: cada parte del resorte simplemente va y viene en la dirección del movimiento aparente.
A continuación, se avanza hacia ondas que intercambian energía entre dos (o potencialmente más) formas diferentes; por ejemplo, cuando la naturaleza ilumina o radio podemos verlo como una combinación de potenciales eléctricos, picos y valles locales, intercambiando energía con potenciales magnéticos, picos y canales locales. En este caso, los dos son ortogonales, a 90 ° entre sí, y exactamente fuera de fase. Uno parece causar el otro, y vv, pero en realidad es solo lo que hace la naturaleza, en comparación con cómo nos gusta mirarlo (porque la naturaleza siempre tiene la razón y, en comparación, somos un poco torpes).
Este tipo de ondas se aborda en la Quinta Ley de la termodinámica, como relaciones recíprocas de Onsager.
Luego están los terremotos, que son ligeramente diferentes porque involucran materiales con varias propiedades diferentes. Algunas ondas atraviesan las diversas capas de la tierra, se refractan, se curvan; algunas viajan alrededor de la superficie a diferentes velocidades, y lo que las inicia es generalmente un deslizamiento transversal en una fractura de la superficie. Un poco como voltear una toalla, pero sin un punto final para detener la energía.
Y hay mecánica de ondas en mecánica cuántica, una visión particular de lo que podría estar sucediendo en dimensiones demasiado pequeñas para que podamos verlas correctamente. Pero esa es otra pregunta.
