Todas las ondas—luz, sonido, radio, sísmicas—comparten una relación fundamental entre longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda. Comprender esta relación es esencial en física, telecomunicaciones y acústica.
La ecuación de velocidad de onda
v = f × λ
Donde:
- v = velocidad de la onda (m/s)
- f = frecuencia (Hz = ciclos por segundo)
- λ (lambda) = longitud de onda (m)
Reorganizaciones:
- f = v / λ
- λ = v / f
Ondas de luz
La velocidad de la luz en el vacío es c = 3 × 10⁸ m/s.
Ejemplo: Encuentra la longitud de onda de la luz azul con frecuencia 6.5 × 10¹⁴ Hz. λ = c / f = (3 × 10⁸) / (6.5 × 10¹⁴) = 4.62 × 10⁻⁷ m = 462 nm (azul-violeta)
Ondas de sonido
La velocidad del sonido en el aire a 20°C es aproximadamente 343 m/s.
Ejemplo: Encuentra la longitud de onda del Do central (262 Hz) en el aire. λ = 343 / 262 = 1.31 metros
Ejemplo: Encuentra la frecuencia de una onda de sonido con longitud de onda 0.5 m. f = 343 / 0.5 = 686 Hz (dentro del rango audible de 20 Hz–20,000 Hz)
Espectro electromagnético
| Radiación | Frecuencia (Hz) | Longitud de onda |
|---|---|---|
| Radio | 10³–10⁹ | 0.3 mm – 300 km |
| Microondas | 10⁹–10¹² | 0.3 mm – 30 cm |
| Infrarrojo | 10¹²–4×10¹⁴ | 700 nm – 300 μm |
| Luz visible | 4–7.5×10¹⁴ | 400–700 nm |
| Ultravioleta | 7.5×10¹⁴–10¹⁷ | 10–400 nm |
| Rayos X | 10¹⁷–10²⁰ | 0.01–10 nm |
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