Il moto ondoso è ovunque sulla Terra e nell'universo. I tipi di onde includono onde sonore, onde d'acqua, onde su una corda e onde elettromagnetiche, solo per citarne alcuni.
Che cos'è un'onda?
Un'onda, in termini tecnici, è un disturbo in un mezzo che si propaga da un luogo all'altro tramite oscillazioni (movimenti avanti e indietro) in quel mezzo. In parole più semplici,è una vibrazione trasportata dalla materia attraverso il tempo e lo spazio.
Una caratteristica importante di un'onda è chetrasferisce energiama non importa. Un'onda inizia con un guadagno di energia da qualche parte in un mezzo, come una mano che spinge sulla superficie di uno stagno. Quando ogni particella di un materiale riceve energia da quella spinta iniziale – in questo esempio, le molecole d'acqua – si scontra con le particelle vicine, che urtano quelle successive e così via.
Le molecole d'acqua non si sono tutte riorganizzate in nuovi posti nello stagno; si limitavano a sgomitare avanti e indietro l'uno contro l'altro nel modo in cui le persone che stanno spalla a spalla in mezzo alla folla potrebbero rimbalzare sul posto dopo che qualcuno al bordo cade in loro.
Le onde sono di due tipi:
Onde trasversalisono formati da materia che oscilla perpendicolarmente alla direzione del moto dell'energia. Ad esempio, qualcuno che pompa l'estremità di una corda per saltare fissata a un muro sta spostando i pezzi del mezzo (il corda) verticalmente mentre l'energia viaggia orizzontalmente lungo la fune fino alla parete, finché l'intera fune è in movimento.
Onde longitudinalisono formati da materia che oscilla nella stessa direzione dell'energia che trasporta. I primi esempi di increspature in una piscina o attraverso una folla che è stata disturbata a un'estremità sono entrambi longitudinali.
Proprietà di base delle onde
Le proprietà d'onda più elementari sono lunghezza d'onda, ampiezza, frequenza e periodo.
Unolunghezza d'ondaè definita come la distanza tra qualsiasi punto su un'ondaesattamente nello stesso punto dell'onda successiva.Ad esempio, una lunghezza d'onda può essere misurata dalla cresta, o cima, di un'onda nell'oceano alla cresta dell'onda successiva. La lunghezza d'onda è indicata dalla lettera greca minuscola lambda (λ) e utilizza l'unità SI di lunghezza, metri (m).
Ilampiezzadell'onda,UN, è una misura dello spostamento massimo di qualsiasi materia nel mezzo dall'equilibrio (o posizione di riposo). Quindi per un'onda a forma di curva sinusoidale che va su e giù attorno all'asse x, l'ampiezza ha ilstessa grandezza della posizione più alta o più bassa. Come misura dello spostamento, anche l'ampiezza viene misurata in metri (m).
Ilfrequenzadi un'onda,f, è una misura di quante onde passano, o quante oscillazioni si verificano, in un secondo. L'unità SI della frequenza è hertz (Hz). Ad esempio, un bambino su un'altalena oscilla avanti e indietro attorno alla posizione di riposo dell'altalena, facendo un giro completo avanti e indietro ogni tre secondi. Ciò significa che lei passa attraversoun terzo di un'onda intera (oscillazione) ogni secondo, quindi la sua frequenza sarebbe 1/3 Hz.
Ilperiododi un'onda,T, è l'inverso della frequenza; invece di quante onde al secondo, misura il tempo per il verificarsi di un'onda intera o di un'oscillazione. Quindi è misurato nell'unità SI di tempo, secondi (s). Per lo stesso bambino sull'altalena, il suo periodo di onde è di tre secondi. (Nota che tre è l'inverso di un terzo.)
Velocità di un'onda
velocità dell'onda (v) è la velocità con cui un disturbo si propaga da un luogo all'altro. Un'onda viaggia ad una velocità (in metri al secondo, m/s) pari al prodotto di frequenza e lunghezza d'onda. L'equazione delle onde è quindi:
v=\lambda f