Video appunto: Onde - Schema Riassuntivo - Fisica

Tipi di onde



Onda: perturbazione che si propaga trasportando energia ma non materia
color=#EF2929]Onde trasversali: ogni elemento si muove perpendicolarmente alla direzione in cui si propaga l’onda
Onde longitudinali: ogni elemento si muove parallelamente alla direzione in cui si propaga l’onda (suono)
Onde elastiche: si propagano in un mezzo elastico (molla, onde sonore)
Onde non elastiche: si propagano in un mezzo non elastico (forza di gravità, onde del mare)
- L’acqua può formare sia onde elastiche che non
Onde meccaniche: hanno bisogno di un mezzo per propagarsi
Onde elettromagnetiche: si propagano anche nel vuoto
Fronti d’onda: insieme dei punti in cui la grandezza che varia al passaggio dell’onda ha lo stesso valore in tutti gli istanti
Raggi di un’onda: rette perpendicolari ai fronti d’onda

Onde periodiche



Onda periodica: la sorgente compie un moto periodico il cui profilo si ripete identico a distanze regolari
Profilo dell’onda: spostamento verticale dell’onda
Cresta: punto più alto dell’onda
Ventre: punto più basso dell’onda
Lunghezza d’onda (λ) [m]: distanza minima dopo la quale il profilo dell’onda torna a riprodursi identico a sé stesso; distanza fra due creste
Periodo (T) [s]: tempo impiegato per compiere 1 oscillazione completa → f = 1/T
Ampiezza (a) [m]: differenza fra valore massimo e valore di equilibrio
Velocità di propagazione: dipende dalle proprietà del mezzo attraversato
Velocità di propagazione: v=λ/T ; v=λf
Velocità in una corda: v=√(F_T/d_L ) dove F_T = tensione corda ; d_L= densità corda

Onde armoniche



Onda armonica: la sorgente è un moto armonico
- Il profilo dell’onda è una sinusoide
Grafico yt: rappresenta come si muove l’altezza in funzione del tempo
Grafico xy: fotografia del profilo dell’onda
Pulsazione (ω) [rad/s]: ω = 2π/T
Legge delle onde armoniche in un punto fissato:
y=a cos⁡(2π/T t+φ_0 ) ; y=a 〖cos 〗⁡(ωt+φ_0 )
dove y = spostamento [m]
t = istante di tempo [s]
φ_0 = fase iniziale [rad]
Legge delle onde armoniche in un istante fissato: y=a cos⁡(2π/λ x+φ_0 ) dove x = posizione [m] ; φ_0 = fase nell’origine delle coordinate
Funzione di onda armonica: y=a cos⁡(2π/λ (x-vt)+φ_0 ) dove φ_0 = fase per x = 0 [m] e per t = 0 [s]

Interferenza



Principio di sovrapposizione: due o più onde che si sovrappongono generano una perturbazione che è uguale alla somma delle singole perturbazioni
Interferenza di onde non periodiche:
Interferenza costruttiva (onde in fase):
Gli effetti di due o più onde si rafforzano a vicenda
Se si sovrappongono delle onde si incontrano cresta con cresta e ventre
con ventre
Onde in fase: se due onde hanno ampiezze uguali l’onda risultante ha
ampiezza doppia
Differenza è multiplo di 2kπ
Interferenza distruttiva (onde in opposizione di fase):
Gli effetti di due o più onde si indeboliscono a vicenda
Se si sovrappongono delle onde si incontrano una cresta con un ventre
Onde in opposizione di fase: se due onde hanno ampiezze uguali si
annullano a vicenda
Differenza è multiplo di (2k+1)π
Interferenza di onde armoniche lungo una retta:
partendo da due onde con diversa fase iniziale con rispettive equazioni
y=a 〖cos 〗⁡(ωt) ; y=a 〖cos 〗⁡(ωt+φ_0 )
sovrapponendole si ottiene: y=A 〖cos 〗⁡(ωt+φ_0/2) ; dove A=2a 〖cos 〗⁡(φ_0/2)
sostituendo troviamo: y=(2a cos⁡〖φ_0/2〗 ) cos⁡(ωt+φ_0/2)
Interferenza in un piano e nello spazio:
Sorgenti coerenti: le onde che esse emettono
hanno una differenza di fase costante
Le condizioni per l’interferenza costruttiva e distruttiva
Per l’interferenza costruttiva:
La differenza delle distanze dalle sorgenti è uguale a un multiplo
intero di k della lunghezza d’onda λ → la differenza è multiplo di λ
Per l’interferenza distruttiva:
La differenza delle distanze dalle sorgenti è uguale a un multiplo
intero di k della lunghezza d’onda λ + mezza lunghezza d’onda → la
differenza è multiplo di λ+1/2 λ