Ciencia nuestra de cada día

Domingo 16 de Julio del 2017
ALFREDO ARANDA FERNÁNDEZ*

¿Qué onda?

LANZO una piedra a un lago tranquilo. Cae al agua y genera ondas que se mueven en todas direcciones formando círculos concéntricos (en realidad son esferas, pero sólo vemos una sección). Los círculos avanzan con una rapidez característica del agua, es decir, no importa qué tan grande sea la piedra ni con qué fuerza la haya lanzado; las ondas en el agua del lago siempre avanzan con la misma rapidez. Este fenómeno es bien conocido por la mayoría de nosotros. Lo que me gustaría que recordáramos de ahora en adelante es que la rapidez con que se mueven es siempre la misma: es algo característico del agua.

Si en lugar de lanzar una piedra, me fijo en una lancha que avanza tranquilamente por el lago, observo que también va generando ondas. Observaré claramente que las ondas ya no se ven como círculos concéntricos, sino que la parte de las ondas que se mueven enfrente de la lancha se van como “juntando”, mientras que las ondas detrás de la lancha se van “separando”. Si incrementa la rapidez de la lancha, las ondas se van como “estirando” y eventualmente, cuando la lancha alcanza una rapidez mayor a la de las ondas, forman un frente triangular (en realidad un cono).

Lo mismo sucede con el sonido. Llamamos sonido a perturbaciones (ondas) en el aire. Cuando trueno los dedos, estoy “pellizcando” el aire que se encuentra a mi alrededor y este pellizco se transmite a través de una onda en el espacio, hasta llegar a nuestro oídos y es identificado como un sonido. Así, aunque no las veamos, el sonido no es otra cosa que ondas de presión moviéndose por la atmósfera.

Al igual que con la lancha, cuando escuchamos la sirena de una ambulancia que se acerca a nosotros, percibimos las ondas de sonido como “juntándose”, resultando en un sonido cada vez más agudo; mientras que al alejarse, las ondas se van “separando” y el sonido nos resulta cada vez más grave. Otra vez, en analogía con el caso de la lancha, si el objeto que produce el sonido se mueve cada vez más rápido, las ondas enfrente del objeto se juntan cada vez más. Cuando el objeto alcance una rapidez mayor a la de las ondas (o sea, cuando el objeto se mueva más rápido que el sonido), se generará también una forma de cono para las ondas que nuestros oídos identifican como un “rugido”. Ejemplos de objetos que hacen eso son: algunas balas, aviones supersónicos o la punta de un látigo.

Hemos visto dos ejemplos de la siguiente situación: un objeto produce ondas en un cierto medio. Esas ondas se mueven con una rapidez que es característica del medio y cuando el objeto que las produce se mueve más rápido que ellas, las ondas forman un cono.

Existe un fenómeno muy interesante relacionado con lo que acabamos de describir. Resulta que una partícula que tenga carga eléctrica, como un electrón (los que se encuentran en todos los átomos y que utilizamos para la electricidad y la electrónica), al acelerar emite radiación, es decir, luz. La luz es una onda, y como todas las ondas tienen una rapidez característica, en este caso la luz se mueve a la ¡velocidad de la luz! Bueno, depende. Me explico. La expresión “velocidad de la luz”, se refiere a la rapidez con la que las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío. Esa rapidez corresponde, además, al límite de velocidad en la naturaleza. Sin embargo, la luz puede viajar a velocidades menores, por ejemplo, en el agua la luz viaja aproximadamente a tres cuartas partes de su velocidad en el vacío.

Por lo tanto, si se diera el caso de que un electrón (que recordemos, emite ondas electromagnéticas al acelerar) viajara por el agua más rápido que la luz en el agua, ¡las ondas electromagnéticas también generarían un cono! A ese fenómeno se le conoce como radiación de Cherenkov y su explicación y verificación mereció un premio Nobel en algún momento.

 

*Coordinador General de Investigación Científica de la Universidad de Colima

 

Blog #HablemosDeCiencia: http://fefino.com

twitter: @alfredoaranda

facebook: Fefo Aranda

Protegemos su pago con los métodos más seguros: