Conceptos clave:
* frecuencia (f): El número de ciclos de onda que pasan un punto fijo en un segundo. Medido en Hertz (Hz).
* longitud de onda (λ): La distancia entre dos crestas o canales consecutivos de una ola. Medido en metros (m).
* Velocidad de onda (V): La velocidad a la que la onda se propaga a través de un medio. Medido en metros por segundo (m/s).
* Energía (E): La cantidad de energía transportada por una ola. Medido en Joules (J).
* Planck's Constant (H): Una constante fundamental en física, aproximadamente 6.63 x 10^-34 j · s.
Relación entre frecuencia, longitud de onda y velocidad:
La relación fundamental es:
* v =fλ
Esto significa:
* La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda: Si la frecuencia aumenta, la longitud de onda disminuye y viceversa, suponiendo que la velocidad de onda permanezca constante.
* La velocidad de onda es constante para un medio dado: La velocidad de una onda depende del medio por el que viaja. Por ejemplo, el sonido viaja más rápido en sólidos que en gases.
Determinación de frecuencia:
1. Medición directa: Si puede observar la onda directamente, puede contar el número de ciclos que pasan un punto fijo en un segundo. Esto te da la frecuencia en Hertz (Hz).
2. Usando la longitud de onda y la velocidad de onda: Si conoce la longitud de onda (λ) y la velocidad de onda (v), puede calcular la frecuencia (f) usando la ecuación:
f =v / λ
Determinación de energía:
1. Para ondas electromagnéticas (luz):
* La energía de un fotón (un paquete de energía de la luz) es directamente proporcional a su frecuencia.
* e =hf
* Dónde:
* E es la energía del fotón (j)
* H es la constante de Planck (6.63 x 10^-34 J · S)
* f es la frecuencia de la luz (Hz)
2. Para otras ondas (sonido, olas de agua):
* Si bien las ondas de sonido y agua también transportan energía, su energía no está directamente relacionada con su frecuencia de la misma manera que las ondas electromagnéticas. La energía de estas ondas depende de factores como la amplitud de las olas (altura) y la densidad del medio.
Ejemplos:
* Light: Una onda de luz con una frecuencia de 5 x 10^14 Hz tiene una energía de:
* E =(6.63 x 10^-34 J · S) * (5 x 10^14 Hz) =3.315 x 10^-19 J
* sonido: Una onda de sonido con una frecuencia de 440 Hz es una nota media. Sin embargo, su energía depende de la amplitud de la onda (qué tan fuerte es).
Puntos clave:
* La relación entre frecuencia y energía es fundamental en la física, particularmente en el estudio de la radiación electromagnética.
* Cuanto mayor sea la frecuencia de una onda electromagnética, más energía lleva.
* La energía de otros tipos de ondas a menudo es más compleja y puede no ser directamente proporcional a la frecuencia.
