Il moto ondoso è ovunque sulla Terra e nell'universo. I tipi di onde includono onde sonore, onde d'acqua, onde su una stringa e onde elettromagnetiche, per citarne alcune.
Cos'è un'onda?
Un'onda, in termini tecnici, è un disturbo in un mezzo che si propaga da un posto all'altro tramite oscillazioni (movimenti avanti e indietro) in quel mezzo. Più semplicemente, è una vibrazione trasportata dalla materia attraverso il tempo e lo spazio.
Una caratteristica importante di un'onda è che trasferisce energia ma non materia. 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 imbatte nelle particelle accanto ad essa, che urtano le successive e così via.
Le molecole d'acqua non hanno t tutto riorganizzare in nuovi posti nello stagno; si muovevano avanti e indietro l'uno contro l'altro nel modo in cui le persone in piedi spalla a spalla in mezzo alla folla potevano rimbalzare sul posto dopo che qualcuno al limite cadeva in loro.
Le onde si presentano in due tipi:
Le onde trasversali Le onde longitudinali Le proprietà di base dell'onda sono lunghezza d'onda, ampiezza, frequenza e periodo . Una lunghezza d'onda L'ampiezza dell'onda, < em> A La frequenza Il periodo La velocità dell'onda ( v v \u003d λ × f
sono formate dalla materia che oscilla ad angolo retto rispetto alla direzione del movimento dell'energia. Ad esempio, qualcuno che pompa l'estremità di una corda per saltare fissata a un muro sta spostando i pezzi del mezzo (la corda) verticalmente mentre l'energia viaggia orizzontalmente lungo la corda verso il muro, fino a quando l'intera corda non si muove.
sono formate dalla 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
è definita come la distanza tra qualsiasi punto di un'onda allo stesso punto esatto sull'onda successiva .
Ad esempio, è possibile misurare una lunghezza d'onda dalla cresta, o dalla cima, di un'onda nell'oceano alla cresta dell'onda successiva. La lunghezza d'onda è indicata dalla lettera greca lambda minuscola ( λ
) e utilizza l'unità SI di lunghezza, metri (m).
, è una misura dello spostamento massimo di qualsiasi materia nel mezzo da è equilibrio (o posizione di riposo). Quindi, per un'onda sinusoidale a forma di curva che va su e giù attorno all'asse x, l'ampiezza ha la stessa grandezza della posizione più alta o più bassa. Come misura dello spostamento, anche l'ampiezza viene misurata in metri (m).
di un'onda, f
, è una misura di quante onde passano da, o quante oscillazioni si verificano, in un secondo. L'unità di frequenza SI è hertz (Hz). Ad esempio, un bambino su un'altalena oscilla avanti e indietro attorno alla posizione di riposo dell'altalena, facendo un viaggio completo avanti e indietro ogni tre secondi. Ciò significa che attraversa un terzo di un'onda piena (oscillazione) al secondo, quindi la sua frequenza sarebbe 1/3 Hz.
di un'onda, T
, è l'inverso della frequenza; invece di quante onde al secondo, misura il tempo necessario affinché si verifichi un'onda piena o un'oscillazione. Quindi viene misurato nell'unità di tempo SI, secondi (s). Per lo stesso bambino sull'altalena, il suo periodo d'onda è di tre secondi. (Si noti che tre è l'inverso di un terzo.)
Velocità di un'onda
) è la velocità con cui un disturbo viaggia da una posizione all'altra . Un'onda viaggia a una velocità (in metri al secondo, m /s) pari al prodotto di frequenza e lunghezza d'onda. L'equazione delle onde è quindi:
