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LE ONDE definizione: sono una pertubazione che si propaga da un punto a…
LE ONDE
definizione: sono una pertubazione che si propaga da un punto a un altro.
in base all'origine della pertubazione
sono classificate in:
onde meccaniche:
si propagano attraverso la materia (il mezzo) e sono prodotte perturbando un punto del mezzo. Es:terremoto.
onde elletromagnetiche:
prodotte da campi elettrici o magnetici e non necessitano di un mezzo per propagarsi; si propagano anche nel vuoto. Es: onde del telefono
in base alla direzione di propagazione
si dividono in:
onde longitudinali:
lo spostamento delle singole particelle avviene nella
stessa direzione
della propagazione dell'onda. Es: onde sonore
onde trasversali:
lo spostamento delle singole particelle avviene nella
direzione perpendicolare
a quella di propagazione dell'onda.
Elementi di un'onda armonica
lunghezza d'onda ʎ:
distanza tra una cresta e la successiva o fra un ventre e il successivo.
periodo T:
tempo necessario affinché una singola particella compia un'oscillazione completa.
ampiezza A:
altezza dell'onda in base alla posizione di equilibrio.
frequenza f:
numero di oscillazioni complete in 1 secondo. (f=v/ʎ)
ventri:
punti dell'onda corrispondenti al massimo spostamento verso il basso.
velocità di propagazione v:
rapporto fra lo spazio percorso e il tempo impiegato (v=ʎ/T). La velocità del suono nell'aria a temperatura ambiente (20 °C) è 343 m/s.
creste:
punti dell'onda corrispondenti al massimo spostamento verso l'alto.
trasportano energia e non materia.
L'EFFETTO DOPPLER
cambiamento di tono dovuto al moto relativo della sorgente del suono e del ricevitore
sorgente in movimento:
f'= [1/(1±u/v)f]. Si utilizza il segno - quando la sorgente di avvicina mentre il segno + quando la sorgente si allontana.
osservatore e sorgente in movimento:
f'=[(1±u(o)/v)/(1±u(s)/v)]
osservatore in movimento:
f'=v'/ʎ= (1±u/v)f . Si utilizza il segno + quando l'osservatore si avvicina alla sorgente mentre il segno - qunado si allontana.
FUNZIONE D'ONDA ARMONICA
modo per esprimere la propagazione dell'onda in funzione del tempo t e della posizione x. y=A cos[(2π/ʎ)x +/- (2π/T)t]
se l'onda si propaga nel verso positivo dell'asse x è detta
onda progressiva
. Se invece si propaga nel verso negativo dell'asse x è detta
onda regressiva
.
INTENSITA' DEL SUONO
quantità di energia trasportata dall'onda che passa attraverso una data superficie in un definito intervallo di tempo.
I=E/At cioè I=P/A
In una sorgente puntiforme: I= P/4πr2
L'intensità di un'onda sonora si misura in watt al metro quadrato (W/m2)
Il
livello di intensità
misura il volume del suono ed è definito nel seguente modo: β= (10 dB) log(I/I0)
SOVRAPPOSIZIONE E INTERFERENZA DI ONDE
La
sovrapposizione
è la combinazione di due o più onde che formano un'onda risultante. (y=y1+y2)
L
'interferenza
può essere
costruttiva
(quando le onde si combinano e l'impulso risultante ha un'ampiezza uguale alla somma delle ampiezze dei singoli impulsi) e
distruttiva
(quando l'impulso positivo di un'onda si somma a quello negativo dell'altra e determina un impulso risultante uguale a zero).
ONDE STAZIONARIE
un'onda stazionaria è un'onda che oscilla nel tempo ma rimane ferma nella sua posizione. I punti di un'onda stazionaria che rimangono fissi sono detti
nodi
mentre lo spostamento massimo tra 2 nodi è chiamato
antinodo
.
La vibrazione di una corda fissata a 2 estremi(N-A-N) è detta
modo fondamentale
o
prima armonica
. Esistono però un numero infinito di onde stazionarie con frequenze che sono multipli interi di quella fondamentale.
prima armonica: ʎ=2L e f=v/ʎ=v/2L. Frequenza dell' n-esima armonica: f(n)=nf=n(v/2L). Lunghezza d'onda dell' n-esima armonica: ʎ/n=2L/n
In una colonna d'aria vibrante l'apertura è un antinodo e il fondo è un nodo. ʎ=4L e f=v/4L. Sono presenti solo le armoniche dispari.
BATTIMENTI
I battimenti sono il variare dell'intensità e la frequenza dei massimi di intensità è la
frequenza di battimento
.
