Fenomeni Ondulatori: Propagazione, Riflessione, Rifrazione e Diffrazione

1. Moto Ondulatorio

Caratteristiche:

• Potenza di trasmissione^1-2 non ha mezzi questione
• ³Particelle vibrano su un punto di equilibrio.

Tipi di onde:

• Secondo il mezzo di propagazione
  • Meccaniche: esigenza mezzo elastico di propagazione.
  • Elettromagnetiche: no...
• Secondo la direzione di propagazione
  • Longitudinali: le vibrazioni delle particelle seguono la direzione delle onde (es. sonore)
  • Trasversali: seguono una direzione perpendicolare alle onde (es. sasso in acqua)

2. Propagazione delle Onde

Si diffondono da funzioni sinusoidali - sen - cos.

• Impulso: Onda isolata
• Treno: Onde successive

3. Caratteristiche delle Onde

• Velocità di propagazione (V): distanza percorsa dall'onda al secondo (m/s)
• Lunghezza d'onda (λ): distanza tra due punti consecutivi dell'onda che vibrano nello stesso modo (distanza tra due picchi) (m)
• Periodo (T): tempo che l'onda impiega a viaggiare una lunghezza d'onda (s)
• Frequenza (f): Numero di onde o vibrazioni al secondo (Hz). È l'inverso del periodo.
• Ampiezza (A): distanza massima dalla posizione di equilibrio (m)
• Intensità dell'onda (I): La quantità di energia che scorre attraverso il mezzo per unità di superficie e di tempo. (W/m²) o (J/m²s)

4. Fenomeni Ondulatori

4.1 Riflessione delle Onde

Definizione: È il cambio di direzione che un treno d'onda subisce quando si scontra con una superficie liscia senza penetrarla. Raggio: parallelo al fronte d'onda.

Leggi:

• Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale giacciono sullo stesso piano.
• L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione.
• La velocità dell'onda rimane invariata.

4.2 Rifrazione delle Onde

Definizione: Cambiamento di velocità di un treno d'onda quando cambia la densità o la profondità del mezzo.

Leggi:

• Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale giacciono sullo stesso piano.
• Se il raggio passa da un mezzo meno denso a uno più denso, si rifrange avvicinandosi alla normale.
• Se il raggio passa da un mezzo più denso a uno meno denso, si rifrange allontanandosi dalla normale.
• Se il raggio incidente coincide con la normale, non c'è deviazione.

4.3 Diffrazione delle Onde

Definizione: È il fenomeno che si verifica quando un'onda cambia la sua direzione di propagazione dopo aver incontrato un'apertura.

Formule:

Frequenza: f = 1/T
Intensità: I = E / S * T
Relazione tra velocità, lunghezza d'onda e periodo: V = λ / T