Il caratteristiche delle onde sono i tratti distintivi del fenomeno ondoso: lunghezza d'onda, frequenza, valli, creste, velocità, energia e altri che spiegheremo in questo articolo.
Nelle onde, non sono le particelle che viaggiano con il disturbo, ma l'energia. Quando un'onda si propaga in un mezzo materiale, che può essere acqua, aria o una corda, tra gli altri, le particelle si muovono a malapena dalla posizione di equilibrio, per ritornarvi dopo breve tempo.
Tuttavia, il movimento viene trasmesso da una particella all'altra, facendo vibrare ciascuna di esse. In questo modo, il disturbo che chiamiamo onda, proprio come fa l'ondata di tifosi negli stadi, quando si giocano le partite di calcio.
Lo studio delle onde è molto interessante, poiché viviamo in un mondo pieno di esse: la luce, le onde del mare, il suono della musica e della voce sono tutti fenomeni ondulatori, anche se di natura diversa. Sia la luce che il suono sono particolarmente importanti, poiché ne abbiamo continuamente bisogno per comunicare con il mondo esterno..
È il percorso completo che una particella compie nel suo movimento avanti e indietro. Ad esempio, un pendolo ha un movimento avanti e indietro, poiché partendo da un certo punto descrive un arco, si ferma quando raggiunge una certa altezza e ritorna nella sua posizione originale..
Se non fosse per l'attrito, questo movimento continuerebbe indefinitamente. Ma a causa dell'attrito, il movimento diventa più lento e meno ampio, fino a quando il pendolo si ferma..
Quando una corda tesa orizzontale è disturbata, le particelle della corda vibrano in direzione verticale, cioè dall'alto verso il basso, mentre il disturbo viaggia orizzontalmente lungo la corda.
Quando una particella fa il suo movimento avanti e indietro, lo fa spostandosi intorno a un certo punto, chiamato origine o centro di oscillazione..
Nell'esempio del pendolo, è in equilibrio nel punto più basso e oscilla attorno ad esso se lo separiamo un po 'da questa posizione. Pertanto questo punto può essere considerato il centro dell'oscillazione.
Possiamo anche immaginare una molla su un tavolo orizzontale, attaccata a un'estremità a un muro e con un blocco all'altra estremità. Se il sistema di blocco a molla è indisturbato, il blocco si trova in una certa posizione di equilibrio.
Tuttavia, comprimendo o allungando leggermente la molla, il sistema inizia ad oscillare attorno a quella posizione di equilibrio..
È la distanza alla quale la particella si allontana dal centro di oscillazione dopo un certo tempo. Viene misurato in metri quando viene utilizzato il sistema internazionale SI..
Se una molla con un blocco a un'estremità viene compressa o allungata, si dice che abbia subito un allungamento del numero "x" di metri, centimetri o qualsiasi altra unità utilizzata per misurare la distanza..
Sono, rispettivamente, i punti più alti e più bassi che la particella raggiunge rispetto alla posizione di equilibrio y = 0 (vedi figura 1).
È la distanza massima che la particella separa dal centro di oscillazione ed è anche espressa in metri. È indicato come PER o come Y. Lì la posizione di equilibrio coincide con y = 0 e corrisponde alle creste e alle valli dell'onda.
L'ampiezza è un parametro importante, in quanto è correlata all'energia trasportata dall'onda. Maggiore è l'ampiezza, maggiore è l'energia, come accade ad esempio con le onde dell'oceano.
I nodi sono i punti in cui la particella passa attraverso il centro di oscillazione o posizione di equilibrio..
Questo è ciò che viene chiamata un'oscillazione completa, quando la particella passa da una cresta all'altra, o da una valle all'altra. Quindi diciamo che ha pedalato.
Il pendolo esegue un'oscillazione completa quando si allontana di una certa altezza dalla posizione di equilibrio, passa per il punto più basso, sale alla stessa altezza durante il viaggio di andata e ritorna all'altezza iniziale nel viaggio di ritorno.
Poiché le onde sono ripetitive, il movimento delle particelle è periodico. Il periodo è il tempo necessario per eseguire un'oscillazione completa ed è solitamente indicato dalla lettera maiuscola T. Le unità del periodo nel Sistema Internazionale SI sono i secondi.
È la grandezza inversa o reciproca del periodo ed è correlata al numero di oscillazioni o cicli eseguiti per unità di tempo. È indicato dalla lettera F.
Poiché il numero di oscillazioni non è un'unità, i secondi vengono utilizzati per la frequenza-1 (S-1), chiamato Hertz o hertz e abbreviato in Hz.
Essendo l'inverso del periodo, possiamo scrivere una relazione matematica tra entrambe le grandezze:
f = 1 / T
O bene:
T = 1 / f
Se, ad esempio, un pendolo esegue 30 cicli in 6 secondi, la sua frequenza è:
f = (30 cicli) / (6 s) = 5 cicli / s = 5 Hz.
È la distanza tra due punti di un'onda che si trovano alla stessa altezza, a condizione che sia stata effettuata un'oscillazione completa. Può essere misurato da una cresta all'altra di seguito, ad esempio, ma anche da una valle all'altra.
La lunghezza d'onda è indicata dalla lettera greca λ, che si legge "lambda" e viene misurata in unità di distanza come i metri nel Sistema Internazionale, sebbene vi sia una tale varietà di lunghezze d'onda che multipli e sottomultipli sono frequenti.
È la grandezza inversa della lunghezza d'onda, moltiplicata per il numero 2π. Pertanto, quando si denota il numero d'onda con la lettera k, abbiamo:
k = 2π / λ
È la velocità con cui viaggia il disturbo. Se il mezzo in cui l'onda si propaga è omogeneo e isotropo, cioè le sue proprietà sono le stesse ovunque, allora questa velocità è costante ed è data da:
v = λ / T
Le unità di velocità di propagazione sono le stesse di qualsiasi altra velocità. Nel Sistema Internazionale corrisponde a m / s.
Poiché il periodo è l'inverso della frequenza, può anche essere espresso:
v = λ. F
E poiché la velocità è costante, anche il prodotto λ.f è costante, quindi se, ad esempio, la lunghezza d'onda viene modificata, la frequenza cambia in modo che il prodotto rimanga lo stesso.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.