Calculadora de longitud de onda

¿Qué es una calculadora de longitud de onda?

Una calculadora de longitud de onda es una herramienta en línea gratuita que relaciona las tres magnitudes que describen cualquier onda viajera: su longitud de onda, su frecuencia y la velocidad a la que se desplaza. La longitud de onda es la distancia sobre la cual se repite la forma de una onda: el espacio entre dos crestas contiguas o dos valles contiguos. Como estas tres magnitudes están ligadas por una única relación, conocer dos de ellas fija la tercera. Esta calculadora permite despejar la que necesites, rellena automáticamente la velocidad de la luz cuando dejas en blanco la velocidad de la onda y se encarga de todas las conversiones de unidades por ti.

Longitud de onda, frecuencia y velocidad de onda

Toda onda transporta una perturbación repetitiva a través del espacio. La frecuencia cuenta cuántos ciclos completos pasan por un punto fijo cada segundo, medida en hercios (Hz). La longitud de onda es la extensión espacial de uno de esos ciclos. La velocidad de la onda indica con qué rapidez avanza el patrón. Las tres no son independientes: una onda que oscila rápido y viaja rápido debe tener ondulaciones cortas, mientras que una oscilación lenta a la misma velocidad estira las ondulaciones. Para la luz y otras ondas electromagnéticas en el vacío, la velocidad de la onda es la velocidad de la luz, $c = 299{,}792{,}458$ m/s, por lo que esta calculadora la usa por defecto.

¿Cómo funciona la calculadora?

Elige en el menú desplegable qué magnitud quieres hallar, luego introduce los otros dos valores y selecciona sus unidades. Si trabajas con luz, puedes dejar vacío el campo de la velocidad de la onda y la calculadora asume la velocidad de la luz. Internamente, cada valor introducido se convierte a unidades base del SI —metros, hercios y metros por segundo— antes de aplicar la fórmula, de modo que puedes mezclar libremente nanómetros, megahercios y kilómetros por segundo.

Fórmula

La longitud de onda ($\lambda$) es igual a la velocidad de la onda ($v$) dividida por la frecuencia ($f$):

Donde:

• $\lambda$ es la longitud de onda
• $v$ es la velocidad de la onda (la velocidad de la luz $c$ para ondas electromagnéticas en el vacío)
• $f$ es la frecuencia

Reordenando la misma relación se pueden despejar las demás magnitudes:

La unidad del SI de la longitud de onda es el metro (m), la de la frecuencia el hercio (Hz) y la de la velocidad de la onda el metro por segundo (m/s).

Ejemplos

Ejemplo 1

La luz verde tiene una frecuencia de unos $5.45 \times 10^{14}$ Hz y viaja a la velocidad de la luz. ¿Cuál es su longitud de onda?

Eso equivale a unos 550 nanómetros, en la parte verde del espectro visible.

Ejemplo 2

Una onda viaja a 500 m/s con una frecuencia de 100 Hz. ¿Cuál es su longitud de onda?

Ejemplo 3

Una onda de radio tiene una longitud de onda de 3 m y una frecuencia de 100 MHz. ¿Cuál es su velocidad?

Eso es esencialmente la velocidad de la luz, como cabía esperar de una onda de radio.

Notas

Al trabajar con la longitud de onda, ten en cuenta estos puntos:

• La relación simple $\lambda = v / f$ supone que la velocidad de la onda es constante en el medio por el que viaja.
• Para la luz en el vacío la velocidad de la onda es la velocidad de la luz; en el vidrio, el agua u otros materiales es menor, lo que acorta la longitud de onda mientras la frecuencia permanece igual.
• La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales a velocidad fija, por lo que duplicar la frecuencia reduce a la mitad la longitud de onda.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la velocidad de onda por defecto?

Si dejas vacío el campo de la velocidad de la onda, la calculadora usa la velocidad de la luz en el vacío, $299{,}792{,}458$ m/s. Es la opción correcta para la luz, las ondas de radio y otras radiaciones electromagnéticas que viajan por el espacio. Para el sonido u ondas en otros medios, introduce tú mismo la velocidad adecuada.

¿Cómo se relacionan la longitud de onda y la frecuencia?

Son inversamente proporcionales cuando la velocidad de la onda es fija: una frecuencia mayor significa una longitud de onda más corta, y una frecuencia menor, una más larga. Su producto siempre es igual a la velocidad de la onda.

¿Cambia la longitud de onda entre materiales?

Sí. Cuando una onda pasa de un medio a otro, su frecuencia permanece igual, pero su velocidad cambia, de modo que su longitud de onda también cambia. La luz que entra en el vidrio se ralentiza y su longitud de onda disminuye, aunque siga viéndose del mismo color.

¿Qué unidades admite la calculadora?

La longitud de onda puede introducirse en micrómetros, milímetros, centímetros, metros, kilómetros, pulgadas o pies; la frecuencia en hercios hasta terahercios así como milihercios; y la velocidad de la onda en varias unidades métricas e imperiales. La calculadora convierte automáticamente entre ellas.

¿Puedo usar esto para ondas sonoras?

Sí. Introduce la velocidad del sonido para tu medio —unos 343 m/s en el aire a temperatura ambiente— en el campo de la velocidad de la onda, y luego proporciona la frecuencia o la longitud de onda para hallar la otra.