¿Qué son las ondas sísmicas?

 Las ondas sísmicas se encuentran dentro de la categoría de ondas elásticas, que son aquellas perturbaciones tensionales que se propagan a lo largo de un medio elástico (entendiendo que un medio es elástico cuando puede sufrir deformaciones reversibles al verse sujeto a la acción de fuerzas exteriores). En este caso, el medio sería el terreno, el cual es deformado hasta cierto punto por las ondas, pero que puede recuperar parte de su estructura anterior, cuando la acción de las ondas cesa o culmina.

Llamamos ondas sísmicas a las ondas que se propagan en el interior de la Tierra. Mucho de lo que sabemos acerca de la Tierra procede del estudio de las ondas sísmicas y de cómo éstas viajan a través de diferentes tipos de materiales. El estudio de este tipo de ondas nos ayuda a entender mejor a los tan poco predecibles terremotos y a saber cómo construir diversas cosas que sean capaces de soportar los diferentes tipos de ondas relacionadas con los terremotos.

En esta imagen se muestra cómo se producen las ondas sísmicas y como se formula la misma.

¿Cómo se propagan y cómo se clasifican las ondas sísmicas?

Las ondas sísmicas se clasifican en ondas internas y ondas superficiales. Las ondas internas son aquellas que se propagan desde su origen hasta la superficie de la Tierra, que se subdividen en ondas P y ondas S. Por otra parte, las ondas superficiales son las que se propagan sobre la superficie de la Tierra, que a su vez se subdividen en ondas Rayleigh y ondas Love, después de la llegada de las ondas P y S a la superficie de la Tierra.

En esta imagen podemos ver cómo se propagan las ondas y existen las ondas primarias y secundarias.

Las ondas P (ondas primarias) se denominan así porque son las primeras en llegar a la superficie de la Tierra. Su velocidad de propagación es de aproximadamente unos 7,5 kilómetros por segundo, aunque ésta puede cambiar dependiendo de la densidad del medio en el que se transmiten. Las ondas P son ondas longitudinales que se propagan produciendo oscilaciones del material con el que se encuentran en el mismo sentido en el cual se propagan.

Las ondas S (ondas secundarias) deben su nombre al hecho de que llegan a la superficie de la Tierra después de las ondas P, en segundo lugar. Las ondas S tienen una velocidad propagación de alrededor de 4,2 kilómetros por segundo, aunque al igual que las P, estas también varía de acuerdo al material en el que se propagan. Las ondas S son ondas transversales que se propagan produciendo movimientos perpendiculares a la dirección en que se propagan, a través del material en que se transmiten.

En la siguiente imagen podemos ver cómo se propagan las ondas y la diferencia que hay entre las ondas primarias y secundarias

Velocidad de las Ondas

    Se puede demostrar teóricamente y se observa experimentalmente que la velocidad de las ondas es tal que:  VR, L < Vs < Vp. Donde Vp, Vs y VR, L son las velocidades de las ondas P, S y de Rayleigh y Love respectivamente. Entre estas dos últimas no puede establecerse un orden de velocidades porque esta depende de muchos factores y no siempre viajan con la misma velocidad.

    

Las velocidades de las diferentes ondas dependen de las características del medio; por ejemplo, en rocas ígneas la velocidad de las ondas P es del orden de 6 Km/s, mientras que en rocas poco consolidadas es de aproximadamente 2 Km/s o menor.

     

La secuencia típica de un terremoto es: primero el arribo de un ruido sordo causado por las ondas ("P"), luego las ondas ("S") y finalmente el "retumbar" de la tierra causado por las ondas superficiales.

La siguiente imagen nos enseña cómo son las velocidades de las ondas en las capas de la tierra y como se puede saber la densidad y velocidad de las ondas.

CORRIMIENTO AL ROJO

Podemos definir como corrimiento al rojo al fenómeno por el cual el espectro de emisión y/o absorción de radiación, proveniente de un objeto cosmológico, resulta desplazado hacia longitudes de onda mayores debido a la acción de algún proceso independiente del mecanismo de emisión o absorción de radiación.

En física y astronomía, el corrimiento al rojo, acercamiento hacia el rojo o desplazamiento hacia el rojo ocurre cuando la radiación electromagnética, normalmente la luz visible, que se emite o refleja desde un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético. De manera más general, el corrimiento al rojo es definido como un incremento en la longitud de onda de radiación electromagnética recibidas por un detector comparado con la longitud de onda emitida por la fuente. Este incremento en la longitud de onda se corresponde con un decremento en la frecuencia de la radiación electromagnética.

Un corrimiento hacia el rojo puede ocurrir cuando una fuente de luz se aleja de un observador, correspondiéndose a un desplazamiento Doppler que cambia la frecuencia percibida de las ondas sonoras. Aunque la observación de tales desplazamientos hacia el rojo, o su complementario hacia el azul, tiene numerosas aplicaciones terrestres (p.ej. Radar Doppler y pistola radar) la espectroscopia astronómica utiliza los corrimientos al rojo Doppler para determinar el movimiento de objetos astronómicos distantes.

En esta imagen podemos ver como la radiación electromagnética, normalmente la luz visible, que se emite o refleja desde un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético.

Ondas sonoras y sonido

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales: mecánicas porque necesitan un medio material para su propagación y longitudinales porque las partículas del medio actúan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej.: Si hacemos el vacío en una campana de vidrio en la que hay un despertador sonando, a medida que va saliendo el aire el sonido se va apagando hasta que desaparece del todo.

Pueden propagarse en medios sólidos, líquidos y gaseosos.

La propagación de una onda sonora consiste en sucesivas compresiones y dilataciones del medio de propagación, producidas por un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la onda el medio experimenta variaciones periódicas de presión. 

La siguiente imagen nos muestra que para que una onda mecánica se pueda propagar se necesita de un material para que las partículas del medio tengan una      dirección.

Velocidad de propagación del sonido

La velocidad a la que se propaga el sonido no depende de su intensidad o cualidades, sino únicamente de las propiedades del medio.

El sonido se propaga con mayor velocidad en los medios más rígidos, por lo que la velocidad de propagación es mayor en los sólidos que en líquidos y gases.

Cualidades del sonido

Intensidad: Sensación asociada a la forma en la que recibe el sonido el ser humano. Los sonidos pueden clasificarse en fuertes o débiles, según su intensidad sea elevada o baja. El oído humano puede detectar sonidos cuando la I es de al menos 10^-12 W/m². Sonidos con intensidad igual o superior a 1W/m² son audibles, pero provocan dolor en los oídos.

- Tono o altura: de un sonido indica si este es alto (agudo, muchas vibraciones por segundo) como el de un violín o bajo (grave, pocas vibraciones por segundo) como el de un tambor. Cuanto más baja sea la frecuencia más bajo será el tono y viceversa.

- Timbre: Permite distinguir entre dos sonidos en los que la intensidad y la frecuencia son iguales, pero que han sido emitidos por focos distintos. Normalmente, los sonidos no son puros, es decir, las ondas no son perfectamente sinusoidales sino que el resultado de varios movimientos periódicos superpuestos a la onda fundamental, que se denominan armónicos o sobre tonos. Así, cada sonido procedente de un instrumento musical o persona es una onda compuesta y tiene unas características específicas que lo diferencian de las demás. El timbre depende de la forma de la onda.

Aquí podemos ver las distintas formas de las ondas y la forma en cómo se propagan.

BIBLIOGRAFIAS: 

http://curiosidades.batanga.com/2010/10/03/como-se-propagan-las-ondas-sismicas

http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_06_07/io3/public_html/Ondas/Ondas.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_al_rojo

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.php