GRANDEZZE CARATTERISTICHE DELLE ONDE

Le grandezze utilizzate per caratterizzare un'onda periodica, in particolare di tipo armonico, sono:

Periodo T: è il più piccolo intervallo di tempo (quello di un'oscillazione completa) dopo il quale il moto riassume le stesse caratteristiche in ogni punto del mezzo in cui si propaga l'onda.

Frequenza n: rappresenta il numero di vibrazioni complete che avvengono in un secondo.

La relazione fra periodo e frequenza è la seguente:

L'unità di misura della frequenza rappresentata da un'oscillazione al secondo, si chiama hertz (Hz).

Lunghezza d'onda l: è la distanza percorsa dall'onda in un periodo o anche la distanza minima fra due punti in cui lo spostamento dalla configurazione di equilibrio assume lo stesso valore.

Ampiezza: rappresenta il massimo spostamento dalla posizione di equilibrio ed è uguale sia per gli spostamento positivi che per quelli negativi.

Se l'onda è armonica si ottiene una sinusoide che rappresenta il diagramma orario del moto.

Nella figura che segue è rappresentata la configurazione assunta in un certo istante da una molla lungo la quale si propaga un'onda trasversale di tipo armonico nella direzione dell'asse orizzontale; le coppie di punti A e B si dicono in fase, nel senso che si trovano nelle stesse condizioni spaziali ed energetiche; i punti come B e C sono invece in opposizione di fase, ossia sfasati di mezzo periodo l'uno rispetto all'altro.

La velocità di propagazione di un'onda di lunghezza d'onda l, e di periodo T viene espressa dal rapporto:

EQUAZIONE DELLE ONDE ARMONICHE

Per descrivere un'onda periodica in movimento bisogna considerare una funzione di due variabili, la posizione orizzontale x e il tempo t.

La rappresentazione analitica di tale funzione è:

Essa esprime lo spostamento dalla posizione di equilibrio in funzione del tempo e della distanza dalla sorgente.

PROPAGAZIONE DELLE ONDE

Ogni qualvolta un treno di onde periodiche si propaga in un mezzo il moto vibratorio si mantiene finché l'onda o incontra un ostacolo a causa del quale non può più progredire oppure raggiunge un oggetto o una fenditura o un altro mezzo, che perturba il suo moto e ne muta la velocità.  Quando si verifica questa situazione l'onda continuare a propagarsi.

In genere, qualunque sia il tipo di onde, l'ulteriore propagazione può avvenire con tre modalità distinte corrispondenti a tre fenomeni diversi: la riflessione, la rifrazione e la diffrazione, che in certe particolari condizioni possono anche verificarsi simultaneamente.