La mayoría de nosotros vimos ondas, por ejemplo, cuando lanzábamos una piedra en un charco, la perturbación creada por la piedra genera ondas en el agua, que se mueven hacia fuera hasta que finalmente llegan al borde del charco. Una amplia variedad de fenómenos físicos tienen características semejantes. El mundo está lleno de ondas, ondas de sonido,
ondas electromagnéticas, como son las ondas de luz visible, ondas de radio, señales de televisión y rayos X. Todas estas ondas tienen como fuente un objeto que vibra.
En el caso de las ondas de sonido, las vibraciones que las producen surgen de fuentes como las cuerdas vocales de una persona o cuando se pulsa la cuerda de una guitarra. Las vibraciones de electrones en una antena producen ondas de radio o televisión, y el simple movimiento hacia arriba y abajo de una mano puede producir una onda en una cuerda. Cualquiera sea el tipo de onda en estudio, hay ciertos conceptos que son comunes a todas las vibraciones.
Como ya dijimos antes, cuando se deja caer una piedra en un charco, la perturbación excita ondas en el agua, que se alejan del punto en el que la piedra entró al agua. Si examina con cuidado del movimiento de una hoja que flote cerca de la perturbación, verá que sube y baja y se mueve en vaivén alrededor de su posición original, pero no experimenta ningún desplazamiento atribuible a la perturbación. Esto es, que la perturbación se mueve de un lugar a otro, pero con ella no se lleva agua.
Einsten e Infeld hicieron estas observaciones acerca de fenómenos ondulatorios:
“Un chisme que aparece en Washington llega a Nueva York rápidamente (de boca en boca), aun cuando ninguna persona que tome parte en la diseminación viaje entre estas dos ciudades. En este caso hay dos movimientos distintos el del rumor, de Washington a Nueva York y el de las personas que extendieron en rumor. El viento que pasa sobre un campo de granos, inicia una onda que se extiende por todo el campo. Aquí también debemos distinguir entre el movimiento de la onda y el movimiento de las plantas separadas, que experimentan sólo pequeñas vibraciones, pero todo el movimiento es el de una onda que avanza. Lo (…) nuevo aquí es que por primera vez consideramos el movimiento de algo que no es materia, sino energía propagada por la materia”. (A. Einsten y L. Infeld, The evolution of Physics).
Cuando observamos lo que se llama una onda acuática, lo que vemos es una redistribución de la superficie del agua. Sin agua no habría onda. Por ejemplo, si observamos la superficie de un charco en el momento que cae una gota, esta gota produce una perturbación, que genera una onda circular en torno al punto donde ésta ha caído. Si además sobre la superficie se encuentra flotando una hoja podrás observar que la hoja no se traslada al ser alcanzada por la perturbación, simplemente adquiere un movimiento oscilatorio (sube y baja) en torno a su posición inicial.
El teléfono celular es una de las maravillas de la tecnología moderna. Si queremos comunicarnos con otra persona por intermedio del mismo, podemos lograrlo rápidamente sin importar la distancia a la que se encuentre dicha persona. Cuando hablamos por celular el sonido de la voz se codifica, enviando una señal que contiene información de la voz. Esta señal viaja a gran velocidad por el espacio, la que después es redirigida por satélites y es recibida por otro teléfono que la decodifica, de modo de generar el sonido en el parlante. La señal que viaja por el espacio portadora de la información es una onda electromagnética.
Todas las ondas llevan energía. La cantidad de energía transmitida por un medio y el mecanismo responsable del transporte de energía difieren de un caso a otro. Por ejemplo, la energía transportada por las olas oceánicas durante una tormenta es mucho mayor que la llevada por una onda de sonido generada por una sola voz humana.