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Le Onde


Definizione di Onda


Onda: in fisica, indica una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio, trasportando energia o quantità di moto senza comportare un associato spostamento di materia.

Onde Meccaniche e Onde Elettromagnetiche


Onde Meccaniche: onde che si propagano attraverso un mezzo, il Mezzo di Propagazione.
La diffusione di energia di queste onde è determinata dalle caratteristiche della rigidità e dell’elasticità del mezzo.
Uno dei mezzi di propagazione più comune è l’acqua.
Ad esempio, in un lago con boe e galleggianti: quando essi vengono raggiunti da un’onda, non seguono l’onda nel suo movimento di traslazione orizzontale, ma si limitano a oscillare verticalmente intorno alla loro posizione iniziale di quiete.

Onde Elettromagnetiche: onde che si propagano nel vuoto, senza un mezzo di diffusione.
Alcuni esempi: onde prodotte da campi magnetici, campi elettrici e la Luce, capace di propagarsi nel vuoto interstellare.

Onde Trasversali e Onde Longitudinali


Tutti i corpi elastici possono essere sottoposti a movimenti ondulatori, cioè a Onde Meccaniche che si propagano nel corpo stesso, che costituisce quindi il Mezzo di Propagazione.

Le Onde Meccaniche possono essere di due tipi:
• Onde Trasversali: quando la direzione dell’oscillazione delle particelle del mezzo è perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda.
Fronte dell’onda (energia) e Particelle di Materia -> direzione perpendicolare
Esempi :
- le onde propagate da corde o molle tese, che vengono oscillate -> esse sono formate da una successione di regioni della corda/molla che oscillano alternativamente verso l’alto e verso il basso e si propagano verso destra trasferendo la perturbazione ad ogni spira della molla;
- le onde del mare
- le onde radio, le onde luminose e le microonde
- le onde propagate nelle corde di strumenti musicali

• Onde Longitudinali: quando la direzione dell’oscillazione e la direzione di propagazione dell’onda sono parallele.
Fronte dell’onda (energia) e Particelle di Materia -> stessa direzione
Esempi :
- le onde propagate da corde o molle tese, che vengono colpite orizzontalmente ad una delle estremità
- le onde sonore, infatti questo tipo di onde si propaga non solo nei solidi, ma anche nei liquidi.

Le Onde Periodiche


Se ogni particella del mezzo si muove nel tempo con regolarità si hanno le onde periodiche.
Esse sono costituite da cicli, cioè da fenomeni che si ripetono uguali a sé stessi con un ritmo regolare.
Il profilo di un’onda periodica nello spazio è una sinusoide.
Es. Onde generate dall’oscillazione continua di una corda.

Caratteristiche di un’Onda Periodica


• Ampiezza (m) : è data dallo spostamento massimo di un punto relativamente alla posizione di quiete.
Si misura in metri.
• Periodo (s) : è la durata di un’oscillazione completa di un qualunque punto di una corda.
Si indica con la lettera T e si misura in secondi.
• Frequenza (Hz) : è il numero di oscillazioni compiute in un secondo.
È l’inverso del periodo (1/T) e si misura in hertz.
f = v/ λ
• Cresta : è il punto più alto dell’onda.
• Ventre : è il punto più basso dell’onda.
• Lunghezza d’Onda (m) : è la distanza tra due creste successive o tra due ventri successivi.
Si indica con la lettera greca λ (lambda) e si misura in metri.
Rappresenta anche lo spazio percorso dall’onda, nella direzione di propagazione, in un intervallo di tempo uguale al periodo.
λ = vT oppure λ = v/f
• Velocità (m/s) : è data dal rapporto tra la lunghezza d’onda (spazio percorso) e il periodo (tempo impiegato) e si misura in metri al secondo.
La velocità dipende dal mezzo materiale nel quale l’onda si propaga : più il mezzo è denso, più velocemente l’onda si propaga.
v = λf oppure λ/T
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