Fenomeni ondulatori: cosa sono, esempi, riassunto

Tutti i fenomeni ondulatori esistenti in natura si verificano a causa della propagazione di diversi tipi di onde. Le onde sono movimenti molto specifici, caratterizzati da impulsi o impulsi successivi, in cui si ha, esclusivamente, la propagazione dell'energia.

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Riepilogo dei fenomeni ondulatori

• I fenomeni ondulatori sono composti da onde e sono estremamente importanti per lo sviluppo della società moderna.
• Le onde sono forme di propagazione dell'energia.
• I fenomeni ondulatori sono caratterizzati dalla propagazione delle onde.
• I fenomeni ondulatori sono:
  • riflessione: è la proprietà che è legata al fatto che i fenomeni ondulatori si riflettono;
  • diffrazione: è proprietà dei fenomeni ondosi di aggirare gli ostacoli;
  • rifrazione: è la proprietà di variare la velocità di propagazione dei fenomeni ondulatori;
  • polarizzazione: è la caratteristica dei fenomeni ondulatori da filtrare;
  • risonanza: è quando la frequenza di oscillazione di un fenomeno ondoso coincide con la frequenza di oscillazione naturale di un sistema fisico;
  • dispersione: è la proprietà dei fenomeni ondulatori che si combinano, determinando una variazione della velocità dell'onda risultante;
  • interferenza: è la proprietà dei fenomeni ondulatori che possono essere aggiunti o ridotti.
• La luce del sole e il suono sono esempi di onde di diversa natura.

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Cosa sono i fenomeni ondulatori?

I fenomeni ondulatori sono quelli in cui i principi fisici alla base del suo verificarsi sono i onde. È importante evidenziare che, in natura, diversi fenomeni possono essere caratterizzati come ondulatori.

Per esempio, il suono che sentiamo quando una persona parla è una specie di onda. In questo caso, ascoltiamo a causa del disturbo nelle molecole d'aria che si propagano al nostro orecchio, nel quale abbiamo una struttura in grado di ricevere e riconoscere questo disturbo.

In caso di microonde, utilizzato per scopi residenziali, si ha la creazione e la propagazione di un altro tipo di onda, diversa dalle onde sonore e caratterizzata come onda elettromagnetica. Possiamo vedere, nei due casi citati, che i tipi di onde e, quindi, i fenomeni ondulatori coinvolti hanno natura diversa.

Quali tipi di fenomeni ondulatori?

Sempre utilizzando i due fenomeni ondulatori citati e in modo più specifico, definiamo il fenomeno del suono come un fenomeno di onde meccaniche e il microonde come un fenomeno di onde elettromagnetiche. Ma qual è la differenza tra le due nature di questi fenomeni? Nel primo caso abbiamo la presenza di onde sonore.

ILS onde sonore necessitano necessariamente di un mezzo di propagazione. Ciò significa che possiamo solo sentire, poiché l'onda sonora ha bisogno dell'aria per propagarsi energia. Nel secondo caso abbiamo il verificarsi di onde elettromagnetiche. Questi non richiedono mezzi materiali per la propagazione.

In altre parole, le onde elettromagnetiche viaggiano nel vuoto. Ecco perché la luce del sole può raggiungere la Terra. Naturalmente, non possiamo non menzionare il fatto che le onde elettromagnetiche si propagano anche nei mezzi materiali.

Le onde, in particolare le onde elettromagnetiche, che sono onde trasversali, hanno alcune importanti proprietà legate ad alcuni fenomeni da esse subiti.

• Riflessione: fenomeno in cui si riflettono le onde.
• Rifrazione: è legato alla variazione della velocità di propagazione di un'onda quando passa da un mezzo di propagazione ad un altro.
• Polarizzazione: può essere inteso come una sorta di filtro per le onde trasversali. La polarizzazione seleziona solo una direzione di vibrazione tra tutte le direzioni di vibrazione di un'onda. Questo viene fatto per mezzo di un polarizzatore, che lascia passare le vibrazioni solo in una direzione.
• Dispersione: relativo alla velocità di propagazione delle onde. In questo caso, più onde con velocità diverse generano un'onda risultante. Ciò significa che la velocità di propagazione dell'onda risultante cambia con le sue onde componenti.
• Diffrazione: in esso le onde girano intorno e sopra gli oggetti, compresi i buchi. Ciò può causare l'allargamento o la dispersione delle onde quando passano attraverso tali fori.
• interferenza: si verifica quando due o più onde che si propagano nello spazio si incontrano. In questo caso ci sarà una sovrapposizione di onde, che risulterà in un'onda risultante. In questo contesto, classifichiamo l'interferenza in due modi. La prima, detta interferenza costruttiva, è la situazione in cui l'ampiezza d'onda risultante è la somma delle ampiezze delle onde che la compongono. La seconda, detta interferenza distruttiva, è la situazione in cui l'ampiezza dell'onda risultante è la differenza delle ampiezze delle onde che la compongono.
• Risonanza: evidenzia il carattere ondulatorio dei sistemi fisici. In questo contesto, i sistemi che oscillano ricevono eccitazioni a frequenze che corrispondono a una delle loro frequenze di oscillazione naturali. In questo modo il sistema inizia ad oscillare con ampiezze sempre maggiori.

Vedi anche: Cosa sono gli infrasuoni e gli ultrasuoni?

Esempi di fenomeni ondulatori

a) Fenomeni ondulatori meccanici

Oltre all'esempio delle onde sonore, possiamo citare qui il onde formate sulla superficie di un lago quando lanciamo un sasso o qualsiasi oggetto. Il moto ondoso di a pelle di uno strumento a percussione è anche un fenomeno ondulatorio meccanico. Inoltre, hai le onde su una corda quando fai esercizio fisico. Oltre a questi, esistono in natura molti altri fenomeni ondulatori che si adattano a queste caratteristiche, cioè in cui vi è la presenza di onde meccaniche.

Onde sulla superficie di un lago a causa di una goccia d'acqua che cade.

b) Fenomeni di onde elettromagnetiche

Questi sono i fenomeni caratterizzati dalla presenza di onde elettromagnetiche. Oltre alle microonde, possiamo citare il onde radio; tu Raggi X, per l'esecuzione di test di diagnostica per immagini; oh infrarossi, avere la visione notturna; e la stragrande maggioranza dei fenomeni che coinvolgono la luce solare, come la rifrazione della luce, la riflessione della luce e la diffrazione.

I circuiti elettronici altamente avanzati utilizzati per apparecchiature di diagnostica per immagini, oggetti anche l'elettronica e gli elettrodomestici, rientrano in questo tipo di fenomeno perché è la propagazione delle onde elettromagnetico. Oltre, ovviamente, a collaborare allo sviluppo costante della società moderna e all'aumento della qualità della vita delle persone.

In sintesi, tutti questi fenomeni, come già accennato, si basano sulla presenza di fenomeni ondulatori elettromagnetico, caratterizzato dalla propagazione di onde e, quindi, di energia, senza bisogno di un mezzo materiale perciò.

Apparecchio a microonde, utilizzato per riscaldare il cibo nelle case.

Considerando i fenomeni evidenziati causati dalle onde, abbiamo per ogni caso i seguenti esempi:

• Riflessione: vediamo un'immagine quando stiamo davanti allo specchio proprio perché la luce, che è un'onda elettromagnetica trasversale, viene riflessa.
• Rifrazione: come esempio abbiamo il caso della luce solare. Quando passa dall'aria all'acqua in una piscina, la sua velocità di propagazione diminuisce. Il risultato di questo cambiamento è che una persona all'esterno della piscina vede un oggetto all'interno della piscina in modo distorto.
• Polarizzazione: citiamo qui il caso degli occhiali da sole. Le buone lenti per occhiali da sole funzionano come polarizzatori della luce. Ciò significa che, quando li usi, i tuoi occhi riceveranno intensità di luce inferiori, poiché le altre direzioni delle vibrazioni luminose non possono andare oltre l'obiettivo. Questo, infatti, giustifica il prezzo elevato degli occhiali composti da buone lenti da sole.
• Dispersione: un buon esempio potrebbe essere la dispersione delle onde sulla superficie di un lago quando vi viene lanciata una pietra.
• Diffrazione: Il segnale Internet wireless è un buon esempio di questo fenomeno. Può essere riconosciuto dal tuo cellulare quando sei in camera, anche con il modem in soggiorno, per esempio. Pertanto, il segnale wireless è un'onda elettromagnetica trasversale che circonda tutte le pareti e le porte della tua casa, raggiungendo la tua camera da letto.
• interferenza: ad esempio abbiamo le custodie dei cellulari, che, quando suonano vicino ad altoparlanti o addirittura a computer, possono emettere una sorta di sibilo.
• Risonanza: per esempio abbiamo soldati che marciano su un ponte. Le sue frequenze di andatura possono corrispondere alle frequenze di oscillazione naturali del ponte. In questo caso, l'ampiezza dell'onda risultante cresce sempre di più e la struttura del ponte può addirittura rompersi.

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Fenomeni ondulatori nella vita di tutti i giorni

Nella vita di tutti i giorni, i fenomeni ondulatori sono sempre presenti, da quando ci svegliamo e possiamo vedere gli oggetti attraverso la riflessione, la diffrazione e la rifrazione luminoso, fino al momento in cui andiamo a dormire, con il la produzione di calore del nostro corpo sotto la copertura.

Anche il calore è un fenomeno ondulatorio meccanico e, quindi, ha bisogno di un mezzo materiale per la propagazione. Oltre a questi ea quelli citati nel testo, esiste un numero molto elevato di fenomeni ondulatori che si adattano a tutte le caratteristiche menzionate.

Esercizi risolti sui fenomeni ondulatori

domanda 1 - (IFGO) Le onde sono modi per trasferire energia da una regione all'altra. Ci sono onde meccaniche - che necessitano di mezzi materiali per propagarsi - e onde elettromagnetiche - che possono propagarsi sia nel vuoto che in alcuni mezzi materiali. A proposito di onde, possiamo affermare correttamente che

A) l'energia trasferita da un'onda elettromagnetica è direttamente proporzionale alla frequenza di quell'onda.

B) il suono è un tipo di onda elettromagnetica e, quindi, può essere trasmesso da un'antenna all'altra, come nelle trasmissioni televisive e radiofoniche.

C) la luce visibile è un'onda meccanica che si propaga solo trasversalmente.

D) ci sono onde elettromagnetiche visibili all'occhio umano, come l'ultravioletto, l'infrarosso e le microonde.

E) L'infrasuono è un'onda elettromagnetica con una frequenza inferiore a quella udibile.

Risoluzione

Alternativa A. Il suono è un'onda meccanica, non elettromagnetica. La luce è un'onda elettromagnetica, non meccanica. Le onde ultraviolette, infrarosse e microonde non sono visibili ad occhio nudo. L'infrasuono è un'onda sonora e quindi meccanica.

Domanda 2 - (Fatec) Controllare l'alternativa corretta.

A) Le onde radio sono onde meccaniche.

B) Ogni onda trasversale è elettromagnetica.

C) Nella riflessione di un'onda, la sua lunghezza e velocità cambiano, ma la sua frequenza viene mantenuta.

D) Quando un'onda passa da un mezzo più rifrangente ad uno meno rifrangente, si ha un cambiamento nella lunghezza d'onda, ma non nella sua frequenza.

E) Un'onda che si propaga nel vuoto è un'onda meccanica.

Risoluzione

Alternativa D. Il fenomeno ondulatorio caratterizzato dal cambio di mezzo in cui si propaga un'onda è detto rifrazione. In esso c'è un cambiamento di lunghezza d'onda e velocità, ma la sua frequenza rimane costante.

di Luiz Guilherme
Insegnante di fisica