¿Qué es la frecuencia de una onda? - Conoce todo sobre la medición de fenomenos

En todo el mundo y el universo existen fenómenos naturales que solemos desconocer e ignorar por completo. La gran mayoría de ellos requiere de un estudio y comprensión exhaustivo. Si es la primera vez que escuchas sobre la frecuencia de una onda, tienes que saber que esto es más común de lo que piensas. Tanto es su uso e importancia, que los sistemas MLS en aviación funcionan a base de frecuencias.

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Quizás es mucho para digerir en un principio, pero poco a poco lo iremos detallando en breve. Al final, descubrirás que todo lo que nos rodea y usamos tiene una frecuencia en específico. De hecho, toda materia que nos rodea tiene una vibración, una unidad de medida y una frecuencia a la que funciona o trabaja.

Significado y concepto de la frecuencia de una onda

Para entender lo que es la frecuencia de una onda, es importante entender qué es la radiación electromagnética y qué relación tiene con todo esto. Cada aparato electrónico en el planeta, fenómenos auditivos, visuales e invisibles, son posibles gracias a la radiación y/o el espectro electromagnético.

La estación de radio que colocas por las mañanas, la voz de la persona que tanto te gusta oír, los colores que sueles ver en la naturaleza, la transmisión de información en sus diferentes medios… Todo esto es gracias a la radiación electromagnética y la frecuencia que posee.

Una onda es el resultado de una vibración de los electrones que posee una partícula en sus diferentes medios. La rapidez con la que esta vibra se le conoce como frecuencia. Imaginemos una pista de carrera con principio y fin. En dicha pista hay un coche (partícula con electrones). Este comienza a realizar las vueltas a una determinada velocidad cumpliendo el mismo ciclo cada tanto. Con esta analogía, podemos decir lo siguiente:

• Para que exista frecuencia, debe haber un medio.
• Existe un ciclo en el que inicia y termina el proceso de vibración.
• Todas las partículas con sus electrones tienen características únicas.
• No todas las partículas vibran igual.

Entonces podemos simplificar todo esto, de manera que la frecuencia de una onda sería la velocidad con la que la vibración de una partícula se cumple en un determinado tiempo. Dicha frecuencia viene dada por un valor, el cual se mide en Hercios. Mientras mayor sea la velocidad con la que la partícula cumple su ciclo, su periodo será menor y, por ende, la frecuencia aumenta. Esta es la unidad de medida estándar para las frecuencias de las ondas en todo el mundo.

Es un término y una forma de medición que se emplea desde hace décadas y que aún sigue vigente. Gracias a la división del espectro electromagnético, sabemos que cada frecuencia puede y es aplicada para un fin determinado.

Las frecuencias de las ondas que están en el orden de la radiofrecuencia se utilizan para servicios convencionales como la telefonía móvil, radio FM y AM. Además, existen enlaces de comunicación en todo el mundo que utilizan este medio variando la tecnología y otros procesos, todo va a depender del tiempo, la longitud de onda, el entorno, los equipos utilizados y para qué se emplea dicha frecuencia.

Y si piensas que esto es complicado de entender, tan solo basta con saber que la frecuencia de una onda está presente en todos lados. El simple hecho de que puedas ver el cielo azul o los colores de un pavo real, es a causa de muchos fenómenos ocurriendo al mismo tiempo y de forma instantánea. Todos los colores en el mundo tienen una frecuencia. Que tú seas capaz de ver el rojo de la sangre o el verde de la naturaleza, es por causa de:

• Los fotones que viajan desde el sol hasta la tierra.
• La filtración que la atmósfera hace según la hora del día.
• La capacidad que tienen tus ojos para captar las frecuencias.
• El proceso que hace tu cerebro para procesar dicha información y hacer ver que es un color determinado.

Y así como sucede con esto, ocurre con los fenómenos audibles. Claro que su frecuencia, longitud de onda, su velocidad de propagación y otros parámetros son distintos.

¿Qué es la frecuencia de una onda electromagnética?

Si de por sí una onda electromagnética es una perturbación que viaja a través del espacio, la frecuencia de la misma viene dada por el número de veces que se repite esa misma onda en función del tiempo. Tomando como ejemplo un simple conteo ¿Cuánto tiempo te llevaría contar 50 veces el número 1? Seguramente no superes las 3 veces por cada 50.

Esto quiere decir que la frecuencia del conteo sería de 3 por cada segundo. Ahora, si lo llevamos a términos físicos y matemáticos de la vida real, la cantidad de veces que una señal con su frecuencia eléctrica, sonora o electromagnética se repite en un segundo sería eso, la frecuencia. Retomando el ejemplo de hace un momento, la frecuencia del conteo sería de 3 Hz (Hercios). La voz humana tiene una frecuencia media de entre 300 a 3000 Hz. Esto significa que, en un segundo, el sonido de tu voz se puede repetir en algún valor entre estos intervalos mencionados.

Las ondas electromagnéticas abarcan desde las más bajas, hasta las más altas frecuencias. Es decir, desde las que tienen muy poca potencia como lo es la voz, hasta aquellas que son peligrosas como los rayos equis o gamas. Entonces, la frecuencia de una onda electromagnética va a depender del tipo de radiofrecuencia. Es decir, si es un sistema de audio, si son ondas inalámbricas o bien impulsos eléctricos.

Para que te hagas una idea, el WiFi que puedes tener en tu hogar funciona a una frecuencia específica. De hecho, todas las redes domésticas por este medio funcionan al mismo valor. De momento se tiene estandarizado la frecuencia de 2.4 GHz y los 5 GHz. El uso de uno u otro dependerá de las capacidades de tu equipo. En cambio, las señales que utilizan las torres de radio, antenas telefónicas y de televisión son mucho menores.

Incluso, hasta la misma luz tiene su frecuencia específica según su intensidad, color y naturaleza. Nosotros vemos el brillo del sol de una manera, pero animales con fotoreceptores en sus ojos captan el mundo en tonalidades y colores distintos. Esto se puede explicar gracias al estudio de las ondas electromagnéticas, entre otros temas relacionados con este.

¿Qué es la frecuencia de una onda en física?

En física este es un tema muy recurrente, sobre todo para profesionales que estudian el comportamiento de las ondas, ingenieros en telecomunicaciones, físicos y demás. El concepto no varía realmente. La única diferencia es que se aborda y se toma en cuenta términos como el tiempo, el tipo de radiación electromagnética, vibración, periodo de una onda, entre otras cosas.

Gracias a las ecuaciones existentes, es posible determinar a qué distancia deberían estar dos antenas de comunicación. También se puede determinar la razón de una ruptura de algún enlace por radiofrecuencia, entre otros. La frecuencia de una onda es tan solo un valor variable que va en función de la naturaleza de la misma. No es lo mismo los Hz que tiene una onda de luz, a la que tiene una onda de rayos X o señales de radio.

¿Qué es la frecuencia de una onda periodica?

Son ondas o perturbaciones electromagnécticas en la naturaleza, donde sus parámetros son constantes en el tiempo y el espacio, aunque dependerá del medio donde se propaguen. Imagina que tienes frente a ti el péndulo de un reloj de pared. Este de manera constante, se seguirá moviendo a la misma velocidad y a la misma distancia en un tiempo X. Claro, que no todo siempre será periódico, aunque todo dependerá del medio.

Por ejemplo, cuando un paracaidista se lanza en caída libre, este alcanza una velocidad final. A partir de allí su velocidad es máxima y no puede aumentarla. Sin embargo, esta puede variar dependiendo de la resistencia al aire. El lanzamiento de un proyectil en el espacio exterior supone una velocidad y trayectoria constante. Al no haber nada que lo detenga o le cree resistencia, sus parámetros de movimiento seguirán siendo los mismos.

Así pues, mientras que el caso del paracaidista es no periódico, el lanzamiento del proyectil en el espacio si lo es. Este simple ejemplo se aplica a las ondas electromagnéticas, las ondas de radio y fotones que provienen del sol viene a cierta longitud y frecuencia, también poseen una frecuencia angular concreta. Una vez que entra a la atmósfera de la tierra, esta es filtrada y sus parámetros cambian por las condiciones climáticas y ambientales.

Ha pasado de estar en el espacio libre, a encontrarse con obstáculos que poseen masa. Es por esta razón que la radiación electromagnética es más peligrosa en el espacio exterior que estando en el punto más alto de la tierra. Allá arriba no hay nada que proteja a un astronauta y los daños son mucho más notables.

¿Qué es la frecuencia de una onda senoidal?

Este tipo de onda se le atribuye al campo de la electricidad, por lo que ya viaja por un medio físico. Es una onda que nos permite conocer el comportamiento de una corriente alterna en función de un tiempo variable. De esta forma, se puede estudiar y conocer su comportamiento gracias al estudio de parámetros como la amplitud de la onda y el tiempo.

¿Qué es la frecuencia de una onda sinusoidal?

En comparación con el tipo de onda anterior, esta en particular permite el estudio de una onda electromagnética en función del eje X en un plano cartesiano. Además, permite el uso de otros parámetros mucho más complejos como:

• El ángulo de fase.
• Frecuencia angular.
• Número de onda.
• Amplitud máxima.

¿Para qué sirve medir la frecuencia de una onda?

En términos de comunicación, sirve para poder establecer un enlace entre dos o más puntos, manteniendo un margen de error mínimo y sin pérdida de señal e información. En el campo de la electrónica, facilita el utilizar dispositivos que trabajen a cierta frecuencia y puedan ser compatibles con el resto de equipos. Esto es muy importante, puesto que, sin conocer estos datos, un router o un teléfono no se podrían comunicar mediante señales de WiFi.

¿Cómo se mide la frecuencia de una onda?

La frecuencia de todas las ondas sin importar su naturaleza se mide en Hz. Dependiendo de su valor, se utilizarán algunos submúltiplos ya conocidos. Lo más común es que te encuentres con múltiplos como los MHz, GHz.

¿Qué es la longitud y velocidad de una onda?

En cuanto a la longitud de la onda, esta se define como la distancia que le toma a dicha onda en volver a repetirse. Por ejemplo, las longitudes de las ondas generadas por las emisoras de radio AM son muy amplias en comparación con las generadas por las radios FM. Sin embargo, aquellas con longitudes grandes, tienen un mayor alcance o propagación en el espacio.

Con esto queremos decir que la longitud de una onda generada por una estación de telecomunicaciones es más pequeña que una de televisión. Esta es la razón por la que ves más torres y antenas de teléfono y muy pocas de televisión. Por otro lado, la velocidad de una onda es eso, la rapidez con la que se desplaza por el espacio en función del tiempo.

Ten en cuenta que una misma onda no se desplaza de la misma manera, ya que esto se verá influenciado por el medio. Claro ejemplo de esto es la misma luz. Esta rebota de igual forma en toda la superficie del planeta, pero al rebotar en un cuerpo de agua, esta se va degradando o atenuando. Motivo por el cual en el fondo del océano es tan oscuro. La luz no tiene la suficiente potencia para poder llegar hasta allá.