1 Le onde

Che cos’è un’onda? 
Come si propaga? 
Le onde trasportano materia? 

Se pensiamo alle onde, è molto probabile che ci vengano in mente per prime quelle del mare, ma sono onde anche quelle che si formano lanciando un sasso in acqua, oppure scuotendo una fune, così come le onde sismiche dei terremoti, le onde sonore, e tante altre.
Si tratta senz’altro di onde molto diverse tra loro, ma hanno comunque alcune caratteristiche in comune.
In tutti gli esempi fatti possiamo riconoscere una perturbazione, cioè un’agitazione, che si propaga, si diffonde, in un mezzo (l’acqua, la fune, la terra, l’aria). Un’onda, infatti, è una perturbazione che si propaga in un mezzo al trascorrere del tempo.

LE CARATTERISTICHE DI UN’ONDA

Se osserviamo la forma che assume una corda fissata a un’estremità e fatta oscillare, la possiamo rappresentare come una sorta di “serpentina” chiamata sinusoide, composta da un susseguirsi di “oscillazioni simili”: ognuna di queste è un’onda (1).
(1)

Il punto più alto di ogni onda si chiama cresta; il punto più basso si chiama ventre.
L’intervallo tra una cresta e la successiva coincide con un’oscillazione completa del mezzo nel quale l’onda si propaga.

La distanza tra due creste o due ventri successivi è la lunghezza d’onda, che viene indicata con la lettera greca lambda, λ ; la distanza verticale tra il punto più alto della cresta e la linea di propagazione dell’onda costituisce invece l’ampiezza, indicata con h (2). Queste grandezze, legate allo spazio, si misurano in metri.

(2) L’onda

La durata di un’oscillazione completa si chiama periodo (T), una grandezza legata al tempo, e che perciò si misura in secondi.
Il numero di oscillazioni complete compiute in 1 secondo è chiamato frequenza (f) dell’onda e si misura in hertz (Hz), dal nome del fisico tedesco Heinrich Hertz, che fu tra i primi a studiare i fenomeni legati alla propagazione delle onde.
Le onde ad alta frequenza sono prodotte da corpi che oscillano velocemente; quelle a bassa frequenza da corpi che oscillano lentamente. Per esempio, i raggi X, usati, tra l’altro, per le radiografie, sono onde ad alta frequenza; le onde radio, utilizzate per la comunicazione di suoni a distanza, hanno invece bassa frequenza.
Poiché le onde percorrono una certa distanza in un tempo determinato, hanno una velocità che possiamo calcolare: la velocità (v) di propagazione di un’onda è pari al prodotto della lunghezza d’onda (λ) per la frequenza (f).

La velocità di un’onda dipende anche dal mezzo che attraversa: uno stesso tipo di onda si propaga, infatti, in mezzi diversi con velocità diverse.