Longitud de onda
English: Wavelength

Longitud de onda en una sinusoide representada por la letra griega λ (lambda)

En física, se conoce como longitud de onda la distancia que recorre una perturbación periódica que se propaga por un medio en un determinado intervalo de tiempo. La longitud de onda, también conocida como periodo espacial es la inversa de la frecuencia. La longitud de onda se suele representar con la letra griega λ.

Generalmente el concepto de longitud de onda se asocia a ondas sinusoidales, aunque puede extenderse a cualquier onda periódica. La magnitud de la longitud de onda se puede determinar como la distancia entre dos máximos consecutivos de la perturbación. Por ejemplo, en una onda electromagnética, la longitud de onda se corresponde con la distancia entre dos máximos del campo eléctrico. En el caso de las olas del mar, la longitud de onda coincide con la separación entre dos crestas consecutivas.[2]

La longitud de onda se mide en múltiplos o submúltiplos del metros en unidades del Sistema Internacional de Unidades. La longitud de onda de la luz visible es del orden de nanómetros. Las ondas de radio tienen una longitud de onda entre centímetros, metros e incluso kilómetros. Las longitudes de onda de sonidos audibles para el ser humano están entre unos 17 metros —para los sonidos graves— y 17 milímetros —sonidos agudos—.[3]​La longitud de onda depende del medio en la que la perturbación se propaga. En medios no uniformes, la longitud de onda puede variar con la posición. Algunas ondas complejas se pueden expresar como la superposición de ondas sinusoidales simples; el rango de longitudes de onda que comprende la onda se denomina espectro.

Ondas sinusoidales

Serie de Fourier aplicada para aproximar una onda cuadrada como suma de una, dos, tres y cuatro componentes espectrales

Por el teorema de Fourier, cualquier onda periódica puede ser expresada como la suma ponderada de ondas sinusoidales de distinta longitud de onda. En otras palabras, cualquier onda periódica, independientemente de su forma, puede ser descompuesta en una serie de ondas sinusoidales. Esta propiedad permite estudiar el comportamiento de multitud de ondas mediante el análisis de cada una de sus componentes, denominadas componentes espectrales.

En una onda sinusoidal de frecuencia f y periodo T, la longitud de onda viene dada por la expresión:[4]

Donde v es la velocidad de propagación de la onda. En el caso de ondas electromagnéticas propagándose en el vacío, la velocidad de propagación es la velocidad de la luz; en el caso de ondas de sonido, es la velocidad del sonido. En los medios denominados como no dispersivos esta velocidad de propagación es la misma para cualquier longitud de onda.

Ondas estacionarias

Onda estacionaria (en negro) representada como la suma de dos ondas propagándose en sentidos opuestos (en rojo y azul)

Una onda estacionaria consiste en un movimiento ondulatorio que no se propaga, sino que permanece confinado en el espacio. En las ondas sinusoidales estacionarias existen puntos, llamados nodos, que permanecen inmóviles. La distancia entre dos nodos es la mitad de la longitud de onda.

Tres ondas estacionarias confinadas

Como consecuencia de las condiciones de frontera, las ondas estacionarias deben tener nodos en los límites del espacio donde existen, lo que restringe el valor de longitudes de onda permitidas a aquellas que cumplen la relación , donde es la longitud del medio y es cualquier número entero.

Una onda estacionaria puede representarse como la superposición de dos ondas propagándose en sentidos opuestos.[5]​ Como consecuencia, la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de la onda estacionaria guardan la misma relación que para una onda normal.

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