I fenomeni ondulatori sono molto comuni nella nostra vita quotidiana, ci riferiamo a diversi tipi di onde: sonore, luminose, sismiche, del mare, etc. Questi fenomeni sono caratterizzati da una propagazione di energia attraverso un mezzo senza che vi sia un trasferimento di materia.
Cosa hanno in comune le onde del mare, la luce, il suono, il calore del sole? Sono tutte onde! Ma cosa sono le onde? Come si propagano e come oscillano? Cosa hanno in comune la luce e il suono, così diverse eppure sempre onde! Cerchiamo di capirlo guardando questo breve e simpatico video introduttivo.
Prima di tutto occorre fare un'attenta distinzione tra le due tipologie di onde: trasversali o longitudinali.
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| Tratto da "Aula di Scienze" di Zanichelli. |
Un'onda è:
- trasversale quando gli elementi del mezzo materiale si spostano perpendicolarmente al moto dell’onda come ad es. quelle che si propagano lungo una corda tesa o quelle elettromagnetiche;
- longitudinale quando gli elementi del mezzo materiale si spostano parallelamente al moto dell’onda come ad es. le onde di uno tsunami o quelle del suono che si propaga nell'aria.
Per studiare i fenomeni ondulatori, gli scienziati utilizzano diversi metodi. Uno dei metodi più comuni è l'osservazione. Osservando il comportamento delle onde, è possibile ricavare informazioni sulle loro caratteristiche. Ad esempio, osservando le onde del mare, è possibile notare che si propagano in linea retta, che possono essere riflesse e che possono essere deviate.
Un altro metodo importante per studiare i fenomeni ondulatori è l'analisi matematica. Le equazioni matematiche, basate sulla trigonometria, consentono di descrivere il comportamento delle onde in modo preciso. Ad esempio, l'equazione delle onde descrive la propagazione di un'onda sinusoidale (SinX) in un mezzo elastico.
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| 👉Simulatore delle funzioni trigonometriche. |
Infine, gli scienziati utilizzano anche strumenti di misura per studiare i fenomeni ondulatori. Ad esempio, per misurare la frequenza di un'onda sonora, si utilizza un microfono.
Caratteristiche delle onde
Le onde sono caratterizzate da alcune proprietà fondamentali, tra cui:
- λ - Lunghezza d'onda [m] che è la distanza tra due punti consecutivi della perturbazione che si ripetono periodicamente.
- T - Periodo [s] che è il tempo dopo il quale il fenomeno ondulatorio si ripete in modo speculare.
- ν - Frequenza [Hz] che è il numero di volte in cui la perturbazione si ripete in un secondo.
- A - Ampiezza [m] che è la massima variazione della perturbazione dalla posizione di equilibrio.
- V - Velocità di propagazione [m/s] che è la velocità con cui l'onda si propaga, ossia V=λ/T.
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| 👉Simulatore forma d'onda. |
Interazioni tra onde
Le onde possono interagire tra loro in diversi modi. I tipi di interazione più comuni sono:
- Interferenza è il fenomeno per cui due o più onde si sommano tra loro. L'interferenza può essere costruttiva o distruttiva.
- Riflessione è il fenomeno per cui un'onda viene respinta da una superficie.
- Rifrazione è il fenomeno per cui la direzione di propagazione di un'onda viene modificata quando attraversa un mezzo diverso.
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| 👉Simulatore di interferenza fra due onde. |
Applicazioni dei fenomeni ondulatori
I fenomeni ondulatori hanno molte applicazioni pratiche. Ad esempio, le onde sonore vengono utilizzate per la comunicazione, le onde luminose vengono utilizzate per l'illuminazione e la visione, le onde elettromagnetiche vengono utilizzate per la radio, la televisione e la telefonia mobile.
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| Onda elettromagnetica dove notiamo il campo elettrico E ed il campo magnetico B che oscillano in fase perpendicolari tra loro e perpendicolari alla direzione di propagazione, il che la definisce un'onda trasversale. |
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| VIAGGIO NELLO SPETTRO ELETTROMAGNETICO (Playlist YouTube) |
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| LUCE = RAGVAIV (Rosso, Arancione, Giallo, Verde, Azzurro, Indaco e Viola) LEGGI L'APPROFONDIMENTO |
I fenomeni ondulatori sono anche importanti in molti campi della scienza, come la fisica, la chimica, la geologia e la biologia.
Spero con questo post di avervi incuriosito a continuare la lettura della mia pagina dedicata alla COMUNICAZIONE.
TECH ⏻N!
N.B. Tutti i simulatori sopra riportati sono tratti dall'ottimo sito didattico Edutecnica.it.
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