Definizione e classificazione delle onde

Un'onda è una perturbazione che si sviluppa da una sorgente e si propaga mediante un mezzo di propagazione nel tempo e nello spazio. Un'onda può trasportare energia o quantità di moto ma tale fenomeno non comporta spostamento di materia.

Esempio

Un sasso lanciato in acqua genera delle onde sulla superficie di quest'ultima che si propagano in tutte le direzioni in maniera circolare. In pratica, il sasso ha ceduto energia cinetica all'acqua e tale energia tende a propagarsi e disperdersi in tutte le direzioni attraverso l'onda appunto.

La propagazione avviene sia mediante la materia che il vuoto; quello del sasso è un esempio di propagazione mediante un mezzo, mentre invece le radiazioni elettromagnetica e gravitazionale possono propagarsi anche in assenza di materia.

Tali onde possono propagarsi lungo una sola direzione (onda su una corda tesa), nel piano (onda provocata dal sasso lanciato in acqua) e nello spazio (onde sonore generate da sorgenti puntiformi).

Classificazione delle onde

Esistono i seguenti tipi di onde:

  1. Onde meccaniche o elastiche: sono generate da un fenomeno meccanico e la loro propagazione avviene attraverso un mezzo solido, liquido o aeriforme. Alcuni oggetti, oscillando tra due punti a causa di una forza elastica, perturbano il mezzo circostante cedendogli energia e quindi provocando l'onda. Esempi di onde meccaniche sono le onde del mare, il suono, le onde sismiche ma anche le onde generate scuotendo una corda tesa o una molla.
  2. Onde elettromagnetiche: si propagano sia nel vuoto che attraverso la materia e sono generate da sorgenti che perturbate, provocano una variazione del campo elettromagnetico. La luce, le onde radio, le microonde, i raggi X ecc. sono esempi di onde elettromagnetiche.
  3. Onde di materia: i costituenti della materia, ossia elettroni, protoni, atomi e molecole.

Caratteristiche dell'onda

Si definisce fronte d'onda l'insieme dei punti che vibrano in modo concorde; in altre parole, tutti i punti su un fronte d'onda hanno lo stesso valore dello spostamento istante per istante. La forma che assume la superficie del fronte d'onda è chiamata superficie dell'onda:

  • Onda piana: il suo fronte d'onda è una superficie piana perpendicolare alla direzione della propagazione dell'onda.
  • Onda circolare: la superficie d'onda è una circonferenza che si allarga al propagarsi dell'onda.
  • Onda sferica: la superficie d'onda è una sfera, quindi la propagazione avviene in tutto lo spazio.

I fronti d'onda piano e circolare

Il fronte d'onda sferico

A seconda del modo in cui le onde si propagano possiamo avere:

    • onde trasversali se la direzione della perturbazione è perpendicolare a quella di propagazione del fronte: L'onda trasversale
    • onde longitudinali se la direzione della perturbazione è parallela a quella di propagazione del fronte. L'onda longitudinale

Come vediamo dalla figura soprastante, la cresta è il punto in cui l'onda raggiunge valore massimo, mentre invce la gola è il punto in cui raggiunge valore minimo.

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