Una onda mecánica es una perturbación que se propaga a través de un medio elástico y transporta energía sin un transporte neto de materia. Por medio elástico se entiende aquel que luego de que la perturbación ha pasado es capaz de retomar su forma inicial.

Para que se produzca una onda mecánica son necesarias las siguientes condiciones; una fuente de perturbación. Un medio a través del cual se propague la perturbación. Un mecanismo por medio del cual las partículas del medio interactúen entre sí para intercambiar energía.

La fuente de perturbación provoca que las partículas que componen el medio oscilen alrededor de una posición de equilibrio por lo que su desplazamiento neto es igual a cero. Al interactuar las partículas unas con otras se transfiere la energía desde una partícula hacia su vecina, sin embargo no hay transporte neto de la materia que constituye el medio.

Las ondas mecánicas, debido a su mecanismo de expansión cuentan con las siguientes características: La onda se propaga desde la fuente en todas las direcciones en que le sea posible. Dos ondas pueden entrecruzarse en el mismo punto del medio sin modificarse una a la otra. La velocidad de la onda es una propiedad dependiente únicamente de las características físicas del medio.

Como ejemplo de ondas mecánicas se encuentra el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a su través. Las ondas que se forman en la superficie del agua en forma de círculos concéntricos cuando un cuerpo golpea la superficie es otro caso de ondas mecánicas.

El sonido es también un ejemplo de una onda mecánica y como tal necesita un medio para propagarse, normalmente la atmósfera, estando constituido por una variación de la presión atmosférica. Debido a esta característica no puede propagarse por el vacío, de ahí que en el espacio no haya sonido.

Ondas transversales y longitudinales. Las ondas transversales son aquellas en las cuales las partículas del medio elástico oscilan en dirección perpendicular a la del desplazamiento de la onda. Por ejemplo en una cuerda tensada horizontalmente, las partículas de la cuerda se sacuden hacia arriba y hacia abajo, mientras que la onda se propaga a lo largo de la cuerda.

Las ondas longitudinales son aquellas en las cuales las partículas del medio elástico oscilan paralelamente a la dirección de desplazamiento de la onda. Las ondas sonoras son un ejemplo de ondas longitudinales.

En el caso de las ondas formadas en la superficie del agua, se trata de una mezcla de ambas, ya que si se coloca un cuerpo que flote en su superficie, se puede observar que cuando pasa una ola, éste se desplaza hacia arriba y hacia abajo, así como hacia adelante y hacia atrás, describiendo un círculo, por lo que se concluye que las olas tienen tanto componentes de desplazamiento transversal como longitudinal.

Óptica

La óptica es la rama de la Física que estudia el comportamiento de la luz y, más generalmente, de las ondas electromagnéticas. Según el modelo utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisión (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):

La Óptica geométrica; trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.

La Óptica ondulatoria; considera a la luz como una onda plana, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de difracción e interferencia.

La Óptica electromagnética; considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y anisotropía.

La Óptica cuántica u Óptica física; estudio cuántico de la interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un papel crucial.

Electromagnetismo

El electromagnetismo, estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en una sola teoría aportada por Faraday, que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell. Gracias a la invención de la pila de limón, se pudieron efectuar los estudios de los efectos magnéticos que se originan por el paso de corriente eléctrica a través de un conductor.

El Electromagnetismo, de esta manera es la parte de la Física que estudia los campos eléctricos y los campos magnéticos, sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo y las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.

El electromagnetismo, por ende se comprende que estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.