Le onde possono assumere due forme di base: movimento trasversale o su e giù e longitudinale o compressione del materiale. Le onde trasversali sono come le onde dell'oceano o le vibrazioni di un filo di pianoforte: puoi facilmente vedere i loro movimenti. Le onde di compressione, al confronto, sono strati alternati invisibili di molecole compresse e rarefatte. Onde sonore e d'urto viaggiano in questo modo.

Onde meccaniche

Le onde di compressione possono viaggiare solo attraverso una specie di mezzo materiale, come aria, acqua o acciaio. Un vuoto non può trasportare onde di compressione, poiché non ha sostanza per condurre l'energia. La loro dipendenza da un mezzo significa che si tratta di onde meccaniche e il mezzo determina la loro velocità di movimento. La velocità del suono nell'aria, ad esempio, è di 346 metri al secondo. Un materiale denso come l'acciaio trasmette un suono a 6.100 metri al secondo.

Compression Waves

Se vedessi un'onda di compressione muoversi nell'aria, vedresti un'area di molecole compressa nel direzione da cui l'onda stava viaggiando. Le molecole diventano sempre più rarefatte dopo il punto di massima compressione, finché non si vede un'area di pressione più bassa con il minor numero di molecole d'aria. L'aria diventa progressivamente più densa dopo quel punto, fino a raggiungere nuovamente una compressione massima. La distanza tra i punti massimi di compressione o di rarefazione è di una lunghezza d'onda. Quando la frequenza di un'onda aumenta, la sua lunghezza d'onda si riduce.

Interferenze

Due o più onde, che attraversano lo stesso punto in un mezzo, interferiscono l'una con l'altra. Puoi vederlo se fai cadere due pietre in uno stagno immobile; le increspature si allargano e si sovrappongono l'una all'altra. Lo stesso succede con le onde di compressione. Se un punto di compressione incontra un punto rarefatto, i due si annullano a vicenda. Se due punti di compressione si incontrano, si rafforzano a vicenda, creando un punto che ha il doppio della pressione.

Shock Waves

Un getto che si muove nell'aria più velocemente della velocità del suono produce un boom sonico. Mentre il getto avanza, le molecole d'aria si accumulano davanti ad esso, come la neve davanti all'aratro. Gli strati di aria compressa e rarefatta non si muovono direttamente da una sorgente, come si ottiene con il suono. L'onda d'urto forma un motivo a forma di cono con la punta appena davanti al piano e le onde di compressione si spostano dietro di esso in cerchi sempre più grandi.