La frecuencia y la longitud de onda son dos propiedades fundamentales de las ondas. La frecuencia (en Hz) indica cuántas veces por segundo se repite una onda. La longitud de onda es la distancia física entre crestas consecutivas. Ambas están relacionadas inversamente a través de la velocidad de la onda en el medio.
La fórmula
Longitud de onda = Velocidad / Frecuencia
λ = v / f
O:
Frecuencia = Velocidad / Longitud de onda
f = v / λ
Para ondas electromagnéticas (luz) en el vacío: v = 3 × 10⁸ m/s.
Ejemplo: Luz
La luz verde visible tiene una longitud de onda de ~500 nm. ¿Cuál es su frecuencia?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
El ojo humano responde a frecuencias entre 4×10¹⁴ Hz (rojo) y 8×10¹⁴ Hz (violeta).
La velocidad varía según el medio
| Medium | Speed | Relative to c |
|---|---|---|
| Vacuum | 3.0 × 10⁸ m/s | 1.0 |
| Air | 3.0 × 10⁸ m/s | ≈1.0 |
| Water | 2.25 × 10⁸ m/s | 0.75 |
| Glass | 2.0 × 10⁸ m/s | 0.67 |
Ejemplo: Sonido
Una onda sonora de 440 Hz (nota La musical) viaja por el aire a 343 m/s:
λ = 343 / 440 = 0.78 m = 78 cm
En agua (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3.36 m
Aplicaciones
- Transmisión de radio: diferentes frecuencias requieren diferentes tamaños de antena
- Óptica: el diseño de lentes depende de la longitud de onda
- Acústica: las dimensiones de la sala afectan las frecuencias de resonancia
- Astronomía: el desplazamiento al rojo revela velocidades de objetos distantes
Consejos
La frecuencia no cambia cuando una onda entra en un medio diferente — pero la longitud de onda sí. A mayor frecuencia, menor longitud de onda (relación inversa).