Grandes conceptos erróneos con los fundamentos de las "ondas" [cerrado]

Realmente no sé si mi pregunta/solicitud se adapta a este sitio web, ya que no es una pregunta precisa que apunte a una idea precisa. Todavía espero encontrar ayuda, sin embargo. Mi principal problema es con las "ondas", ya que nunca he logrado comprender ninguna parte de esta rama de la física. Primero deseo una definición rígida del término onda con ejemplos que aclaren esta definición.

En segundo lugar, tengo algunas preguntas como

1) Si una partícula del medio de propagación oscila debido a la llegada de este agente desconocido “onda”, ¿oscila una sola vez o entra en un movimiento periódico? (Ondas que se propagan a través de una cuerda, por ejemplo, ondas en el agua, tren de ondas). Si es suficiente que la partícula se propague una vez, ¿cuál es el período de las ondas?

2) existen realmente las ondas o representamos los cambios en el medio con una onda.

3) en ondas transversales estacionarias, ¿son dos ondas viajeras que interfieren? Entiendo que la diferencia de fase es \ pi radianes, entonces, ¿cómo es que los antinodos son la interferencia de dos ondas en la misma fase?

4) ¿Cómo se relacionan otras oscilaciones (péndulo, corriente alterna) con las ondas? 5) Cómo ocurren las ondas estacionarias en una trompeta y en una flauta

Creo que las ondas (por lo general) son como una expansión básica, donde las funciones básicas pueden estar en diferentes lugares en diferentes momentos (por lo tanto, adecuadas para cosas que se "mueven"). Pero creo que es un término general... algunas olas probablemente no encajen en este tipo de pensamiento.

Respuestas (1)

Cuando se usa en un sentido amplio, el término onda abarca muchos fenómenos, algunos de los cuales involucran el desplazamiento dirigido de una materia, otros oscilaciones periódicas de la materia y otros podrían decirse que no involucran ninguna materia en absoluto.

Algunos ejemplos de las ondas que implican el desplazamiento dirigido de la materia son las ondas de choque y los solitones . Las olas del mar cerca de la costa son otro ejemplo obvio de este tipo de olas.

En un sentido más estricto, ondas significa movimiento periódico existente en los medios, donde en cada punto tenemos oscilaciones periódicas en el tiempo, y la fase de estas oscilaciones es periódica en el espacio. Las olas en el agua lejos de la costa en un clima tranquilo son un buen ejemplo. Si se coloca un objeto flotante sobre una ola de este tipo, el objeto se moverá hacia arriba y hacia abajo, pero en realidad no se moverá con respecto a la orilla. Obviamente, tal movimiento implica más de una oscilación.

Finalmente, cuando hablamos de ondas electromagnéticas , no hay materia en el sentido convencional de la palabra - las oscilaciones son las de un campo electromagnético sin masa, pero comparten las características de las ondas descritas en el párrafo anterior: oscilaciones periódicas en cada punto y periodicidad en el espacio.

No estoy seguro, si he respondido todas las preguntas, indíquelo en los comentarios e intentaré ampliarlo.

Observación
La razón para llamar ondas de choque y ondas de solitones es que las soluciones generales de la ecuación de onda

2 tu ( X , t ) t 2 = v 2 2 tu ( X , t ) t 2
en el espacio libre tienen la forma de una onda en movimiento
F ( X v t ) .
Incluso si F ( . ) no es una función periódica, todavía tiene sentido llamar a tal solución una onda y extender el término a soluciones de onda similares de otras ecuaciones (como la ecuación de Korteveg-de Vries ).

Lo siento, pero todavía no lo entiendo mucho. ¿Sugeriría alguna referencia que proporcione una buena comprensión de las ondas?
Y todavía tengo otra pregunta sobre las ondas estacionarias, por ejemplo, las ondas estacionarias longitudinales en un resorte; ¿Cada anillo del resorte es un nodo o un antinodo? Se dice que los nodos de una oscilación son antinodos de compresión, ¿qué se quiere decir con esto?
Otra pregunta, son el movimiento de un péndulo y el flujo de AC ejemplos de "ondas"
Lo esencial de las ondas es que sean periódicas tanto en el espacio como en el tiempo (salvo los casos especiales que mencioné al principio). El péndulo o ac son ejemplos de oscilaciones, pero no son ondas, ya que no tienen estructura espacial.