Onda Transversal
Una onda transversal hace que el medio vibre perpendicular a la dirección en la que viaja la onda, formando crestas y valles como una onda en una cuerda.
Definition
Una onda transversal se ondula perpendicular a la dirección en la que viaja, así que las partículas del medio se mueven hacia arriba y hacia abajo (o de lado a lado) mientras la onda misma se mueve de costado, formando crestas en los puntos más altos y valles en los más bajos, con la distancia de cresta a cresta igual a una longitud de onda. Las ondas en cuerdas, las ondulaciones en superficies de agua, y todas las ondas electromagnéticas, incluyendo la luz y las ondas de radio, son transversales. Matemáticamente, el desplazamiento es perpendicular al vector de propagación, $y(x,t) = A\sin(kx - \omega t)$ con $y \perp x$, y la velocidad transversal de un elemento del medio, $\partial y/\partial t = -A\omega\cos(kx - \omega t)$, es distinta de la rapidez de la onda $v = \omega/k$; como las ondas mecánicas transversales requieren una fuerza restauradora de corte, se propagan en sólidos y a lo largo de interfaces pero no a través del volumen de los fluidos, y las ondas electromagnéticas son transversales con $\vec{E} \perp \vec{B} \perp \vec{k}$, dando lugar a la polarización.
Example
Sacude un extremo de una cuerda de saltar hacia arriba y hacia abajo y las jorobas viajan a lo largo de ella hacia un amigo aunque la cuerda misma solo se mueva hacia arriba y hacia abajo; sacudirla $3$ veces por segundo con crestas separadas $0.5\ \text{m}$ da una rapidez de onda de $v = f\lambda = 3 \times 0.5 = 1.5\ \text{m/s}$. Una onda en una cuerda con $A = 0.02\ \text{m}$, $f = 50\ \text{Hz}$, y $v = 20\ \text{m/s}$ tiene una longitud de onda de $0.4\ \text{m}$ y una rapidez máxima de punto transversal de $A\omega = 0.02 \times 2\pi \times 50 \approx 6.3\ \text{m/s}$, aunque el patrón mismo viaje a $20\ \text{m/s}$ de costado.
Key Insight
La luz es una onda transversal, por eso puede polarizarse, y los lentes de sol polarizados bloquean las ondas de luz que vibran horizontalmente para reducir el resplandor de caminos y agua. Las ondas sísmicas S (transversales) desaparecen en la zona de sombra de la Tierra mientras que las ondas P (longitudinales) la atraviesan, y esa sola observación reveló el núcleo externo líquido del planeta sin que nadie perforara más de unos cuantos kilómetros.