Transverse and longitudinal waves · Ondas transversales y longitudinales
| English | Español |
|---|---|
| transverse/trænsˈvɜːs/ | transversal |
| longitudinal/ˌlɒŋɡɪˈtjuːdɪnl/ | longitudinal |
| perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ | perpendiculares |
| electromagnetic waves/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk weɪvz/ | ondas electromagnéticas |
| compressions/kəmˈpreʃnz/ | compresiones |
| rarefactions/ˌreərɪˈfækʃnz/ | rarefacciones |
| energy transfer/ˈenədʒi ˈtrænsfɜː/ | transferencia de energía |
| propagation/ˌprɒpəˈɡeɪʃn/ | propagación |
Two ways to make a wave
- Shake a rope up and down — the wiggle runs along it.
- Push and pull a slinky end-on — a squash runs along it instead.
- Both carry energy, but the particles move in different directions.
Dos formas de crear una onda
- Agita una cuerda hacia arriba y hacia abajo — el movimiento se propaga a lo largo de ella.
- Empuja y tira del extremo de un resorte (slinky) longitudinalmente — en su lugar, se forma una compresión que se propaga a lo largo del mismo.
- Ambas transportan energía, pero las partículas se mueven en direcciones diferentes.
Transverse 横波 waves
- The particles vibrate perpendicular 垂直 to the direction the energy travels.
- Examples: a wave on a rope, all electromagnetic waves 电磁波, ripples on water.
Transverse wave on a rope
Ondas transversales
- Las partículas vibran perpendicularmente respecto a la dirección en que viaja la energía.
- Ejemplos: una onda en una cuerda, todas las ondas electromagnéticas, las ondulaciones en el agua.
Onda transversal en una cuerda
Transverse waves · Ondas transversales
y = a sin(bx + c)
Change the amplitude · amplitud and · y wavelength · longitud de onda of the wave. · Cambie la amplitud y la longitud de onda de la onda.
In a transverse wave, the particles vibrate: · En una onda transversal, las partículas vibran:
Transverse = vibration at right angles to the energy flow (a rope wave, light, water ripples). · Transversal = vibración en ángulo recto con respecto al flujo de energía (onda en cuerda, luz, ondas en agua).
Longitudinal 纵波 waves
- The particles vibrate parallel to the direction of travel.
- Made of compressions 压缩 (squashed together) and rarefactions 稀疏 (spread out). Sound is longitudinal.
Longitudinal wave on a slinky spring
Ondas longitudinales
- Las partículas vibran paralelamente a la dirección de propagación.
- Están formadas por compresiones (partículas juntas) y rarefacciones (partículas separadas). El sonido es una onda longitudinal.
Onda longitudinal en un resorte
Sound travelling through air is a longitudinal wave. · El sonido que viaja por el aire es una onda longitudinal.
Yes — the air particles vibrate back and forth along the travel direction, making compressions and rarefactions. · Sí — las partículas de aire vibran de ida y vuelta a lo largo de la dirección de propagación, creando compresiones y rarefacciones.
Select all · todos the waves that are transverse · transversal. · Seleccione todas las ondas que son transversales.
Light, water ripples and a rope wave are transverse. Sound and an end-on slinky wave are longitudinal. · La luz, las ondas en el agua y la onda en una cuerda son transversales. El sonido y la onda en un resorte empujado por el extremo son longitudinales.
A longitudinal wave is made of compressions and ____. · Una onda longitudinal está formada por compresiones y ____.
Compressions are where particles bunch up; rarefactions are where they spread out. · Las compresiones son donde las partículas se agrupan; las rarefacciones son donde se dispersan.
Say it the way the examiner wants
- The mark is for two directions in one sentence: the direction the particles vibrate, and the direction of energy transfer 能量传递 (the direction of propagation 传播).
- Transverse: "the vibrations are perpendicular to the direction of energy transfer."
- Longitudinal: "the vibrations are parallel to the direction of energy transfer."
- "The particles move up and down" scores nothing on its own — up and down relative to what?
Expresión según lo que pide el examinador
- La puntuación requiere dos direcciones en una sola frase: la dirección en que las partículas vibran, y la dirección de la transferencia de energía (dirección de propagación).
- Transversal: "las vibraciones son perpendiculares a la dirección de transferencia de energía".
- Longitudinal: "las vibraciones son paralelas a la dirección de transferencia de energía".
- Decir "las partículas se mueven arriba y abajo" no otorga puntos por sí solo: ¿arriba y abajo respecto a qué?
Match each term to the definition the examiner marks. · Asocie cada término con la definición que marca el examinador.
Every one of these is marked against a fixed wording. "Energy transfer", not "the wave's motion", is the phrase in the two wave-type definitions. · Cada una de estas está marcada contra un texto fijo. "Transferencia de energía", no "el movimiento de la onda", es la frase en las dos definiciones de tipo de onda.
Reading a longitudinal wave's graph
- The graph plots displacement along the direction of travel: positive means the particle has moved forward, negative means back.
- Two particles exactly one wavelength apart have the same displacement and move the same way.
- A compression sits where the particle behind has moved forward and the one ahead has moved back — the graph crosses zero going downwards.
- Which way is a particle moving now? Look at the graph just behind it (the side the wave comes from): that displacement is where it is heading.
Lectura de la gráfica de una onda longitudinal
- La gráfica representa el desplazamiento a lo largo de la dirección de propagación: positivo significa que la partícula se ha movido hacia adelante, negativo significa hacia atrás.
- Dos partículas separadas exactamente por una longitud de onda tienen el mismo desplazamiento y se mueven de igual manera.
- Una compresión se sitúa donde la partícula trasera se ha movido hacia adelante y la delantera hacia atrás — la gráfica cruza el cero descendiendo.
- ¿Hacia dónde se mueve una partícula ahora? Mira la gráfica justo detrás de ella (el lado desde donde viene la onda): ese desplazamiento indica hacia dónde se dirige.
A longitudinal wave travels to the right. On its displacement–distance graph, particle P is at zero displacement on a part of the curve that rises from left to right. Which way is P moving now? · Una onda longitudinal se desplaza hacia la derecha. En su gráfica de desplazamiento–distancia, la partícula P está en cero desplazamiento en una parte de la curva que sube de izquierda a derecha. ¿Hacia dónde se mueve P ahora?
Look just behind P (to its left): the displacement there is negative, so P is heading to a negative displacement — moving backwards. A particle at zero displacement is never stationary; it is at its fastest. · Mire justo detrás de P (a su izquierda): el desplazamiento allí es negativo, por lo que P se dirige a un desplazamiento negativo: se mueve hacia atrás. Una partícula en cero desplazamiento nunca está estacionaria; se encuentra en su velocidad máxima.
Two graphs
- Displacement–distance (a snapshot of the whole wave) → read the wavelength.
- Displacement–time (one point over time) → read the period.
- Both look like sine curves, for either type of wave.
A displacement-time graph shows the wave's amplitude and period
Dos tipos de gráficas
- Desplazamiento–distancia (instantánea de toda la onda) → permite leer la longitud de onda.
- Desplazamiento–tiempo (un punto a lo largo del tiempo) → permite leer el periodo.
- Ambas parecen curvas senoidales, ya sea para cualquier tipo de onda.
Una gráfica de desplazamiento-tiempo muestra la amplitud y el periodo de la onda
Match each graph to what you read off it. · Asocie cada gráfica con lo que se lee en ella.
A snapshot against distance shows the wavelength; one point watched over time shows the period. · Un instantánea frente a la distancia muestra la longitud de onda; observar un punto durante el tiempo muestra el período.
Which can be read from a displacement-distance graph? Select all · todos that apply. · ¿Qué se puede leer de una gráfica de desplazamiento–distancia? Seleccione todas las que correspondan.
The period comes from a displacement-TIME graph. Reading a wavelength off the time graph is one of the commonest errors in this topic. · El período proviene de una gráfica de desplazamiento-TIEMPO. Leer una longitud de onda de la gráfica de tiempo es uno de los errores más comunes en este tema.
The amplitude of a wave is doubled. By what factor does its intensity increase? · Se duplica la amplitud de una onda. ¿Por qué factor aumenta su intensidad?
Intensity goes as amplitude squared, so doubling the amplitude quadruples it. Intensity is also power per unit area at right angles to the travel direction. · La intensidad es proporcional al cuadrado de la amplitud, por lo que al duplicar la amplitud se cuadruplica. La intensidad también es potencia por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación.
Worked example: a sound wave on a graph
A displacement–distance graph of a sound wave (travelling to the right) shows particles X and Y $1.5$ wavelengths apart, separated by $0.24\ \text{m}$. The frequency is $2.0\ \text{kHz}$. Particle Z sits at zero displacement on a part of the graph that falls from left to right.
- Wavelength: $1.5\lambda = 0.24$, so $\lambda = 0.16\ \text{m}$.
- Speed: $v = f\lambda = 2000 \times 0.16 = 320\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Z now: just behind Z (to its left) the displacement is positive, so Z is moving forward, in the direction of travel.
- Z a quarter of a period later: the whole pattern has moved on by $\dfrac{\lambda}{4}$, so Z takes the displacement that was $\dfrac{\lambda}{4}$ behind it — a crest, $+A$. Sketch the new graph as the old one shifted right by $\dfrac{\lambda}{4}$.
- Check: a particle at zero displacement is passing through its rest position, which is where it moves fastest — so it makes sense that it reaches maximum displacement a quarter period later.
Ejemplo resuelto: una onda sonora en una gráfica
Una gráfica de desplazamiento–distancia de una onda sonora (que viaja hacia la derecha) muestra las partículas X e Y separadas $1.5$ longitudes de onda, con una distancia entre ellas de $0.24\ \text{m}$. La frecuencia es $2.0\ \text{kHz}$. La partícula Z se encuentra en desplazamiento cero en una sección de la gráfica que desciende de izquierda a derecha.
- Longitud de onda: $1.5\lambda = 0.24$, por lo tanto $\lambda = 0.16\ \text{m}$.
- Velocidad: $v = f\lambda = 2000 \times 0.16 = 320\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Z en este instante: justo detrás de Z (a su izquierda) el desplazamiento es positivo, así que Z se está moviendo hacia adelante, en la dirección de propagación.
- Un cuarto de periodo después: todo el patrón se ha desplazado $\dfrac{\lambda}{4}$, por lo que Z adoptará el desplazamiento que tenía la partícula situada $\dfrac{\lambda}{4}$ detrás de ella: una cresta, $+A$. Dibuja la nueva gráfica desplazando la anterior hacia la derecha en $\dfrac{\lambda}{4}$.
- Comprobación: una partícula en desplazamiento cero está pasando por su posición de equilibrio, momento en el que se mueve más rápido; por ello tiene sentido que alcance su desplazamiento máximo un cuarto de periodo después.
On a displacement–distance graph, two particles that are exactly two wavelengths apart are separated by $0.68\ \text{m}$. The wave has frequency $1.0\ \text{kHz}$. What is its speed, in m/s? · En una gráfica de desplazamiento–distancia, dos partículas separadas exactamente dos longitudes de onda están separadas $0.68\ \text{m}$. La onda tiene frecuencia $1.0\ \text{kHz}$. ¿Cuál es su velocidad, en m/s?
$2\lambda = 0.68$, so $\lambda = 0.34\ \text{m}$ and · y $v = f\lambda = 1000 \times 0.34 = 340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ — the speed of sound in air. · $2\lambda = 0.68$, así que $\lambda = 0.34\ \text{m}$ y $v = f\lambda = 1000 \times 0.34 = 340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ — la velocidad del sonido en el aire.
The displacement graph of a longitudinal wave looks exactly like a transverse wave, but the particles are not moving up and down. The vertical axis is displacement along the line of travel. Say "forward and back", and remember that the wave travels while the particles only oscillate about fixed positions.
La gráfica de desplazamiento de una onda longitudinal se ve exactamente igual que la de una onda transversal, pero las partículas no se están moviendo arriba y abajo. El eje vertical representa el desplazamiento a lo largo de la línea de propagación. Di "adelante y atrás", y recuerda que la onda viaja mientras que las partículas solo oscilan alrededor de posiciones fijas.
You've got it
- transverse: vibration perpendicular to the energy transfer (rope, light, ripples)
- longitudinal: vibration parallel to the energy transfer — compressions & rarefactions (sound)
- on a longitudinal wave's graph, positive = forward; look just behind a particle to see where it is going
- displacement–distance shows $\lambda$; displacement–time shows $T$
Ya lo dominas
- transversal: vibración perpendicular a la transferencia de energía (cuerda, luz, ondulaciones)
- longitudinal: vibración paralela a la transferencia de energía — compresiones y rarefacciones (sonido)
- en la gráfica de una onda longitudinal, positivo = hacia adelante; mira justo detrás de una partícula para ver hacia dónde se dirige
- desplazamiento–distancia muestra $\lambda$; desplazamiento–tiempo muestra $T$