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isultano stabiliti anche quelli in cui
l’ampiezza può risultare massima. la
forma d’onda che si ottiene, cioè l’onda
risultante, non si propaga: si è ottenuta
un’onda stazionaria!
in un caso del genere, è soltanto il
“profilo” dell’onda stazionaria risultante a
muoversi, oscillando su e giù in alcuni
punti. i punti in cui il “movimento del
profilo” non avviene affatto sono detti
nodi, quelli in cui avviene massimamente
si chiamano antinodi (o ventri) dell’onda.
nel caso di due corde identiche per
fattura e lunghezza, nodi e antinodi si
troveranno sempre alle stesse distanze.
Who’ll stop the light?
nell’esperimento di Wiener, un fascio di
luce monocromatica incide
perpendicolarmente su uno specchio
piano. per la presenza dello specchio,
ovviamente, deve esserci una riflessione.
allora la luce riflessa si trova via via a
interferire con quella in arrivo, seguendo il
principio di sovrapposizione comune alle
onde meccaniche (alle “corde”). come in
una sorta di braccio di ferro alla pari si
genera dunque un’onda luminosa
stazionaria. anche in questo caso, come
in quello della corda fissata vibrante, non
vi è più una vera propagazione, bensì un
alzarsi e un abbassarsi, in alcuni punti
precisi, del profilo dell’onda. e anche in
questo caso si riscontrano nel profilo
dell’onda nodi e antinodi.
se le onde luminose che si fanno incidere
perpendicolarmente su uno specchio
M rappresentazione schematica
di onde stazionarie, i cui antinodi
giacciono tutti su piani paralleli
allo specchio che le forma.
la luce Da newton a einstein
Nel corso dell’Ottocento aveva ripreso vigore l’interpretazione ondulatoria della luce, che
l’autorevolezza di Isaac Newton, convinto sostenitore della teoria corpuscolare, aveva
molto sminuito. Thomas Young e Augustin-Jean Fresnel, agli inizi del secolo, furono i
principali artefici di questa rinascita: la luce veniva vista come un’oscillazione di un mezzo
onnipresente, anche nel vuoto, e dalle caratteristiche peculiari: l’etere. Era
un’impostazione meccanico-elastica. Dopo il 1860 Maxwell elaborò e completò la propria
rivoluzionaria teoria elettromagnetica, che accostava la luce ai fenomeni elettrici: essa
doveva essere una radiazione elettromagnetica, cioè un campo elettrico e un campo
magnetico associati che si propagano alla velocità della luce, sempre per mezzo
dell’etere. La teoria elettromagnetica di Maxwell era però tutta da dimostrare. Questo fu
fatto principalmente da Hertz, negli anni subito precedenti al 1890: particolari circuiti
elettrici emettevano onde elettromagnetiche, e queste si comportavano come la teoria
maxwelliana prevedeva, propagandosi, diffrangendosi, riflettendosi. Le onde di Hertz
erano però di “grandi” dimensioni, della lunghezza caratteristica di qualche metro: oggi si
classificano come onde radio. La luce, per le sue dimensioni molto ridotte, non era ancora
stata affrontata in un esperimento. Otto Wiener riuscì in questo tentativo.
Sino ai primi del Novecento luce e onde saranno intese come perturbazioni dell’etere,
cioè come sue vibrazioni. Tuttavia, la “crisi” dell’etere era cominciata già nel 1887, con il
noto esperimento di Michelson e Morley, anche se sarà solo dopo il 1905, cioè dopo la
prima pubblicazione di Albert Einstein sulla relatività ristretta, che questo concetto verrà
gradualmente abbandonato.
hanno la stessa lunghezza d’onda (se si
tratta, cioè, di luce monocromatica), i nodi
e gli antinodi si troveranno alle stesse
distanze per tutti questi treni d’onda. così,
parallelamente allo specchio, a una certa
distanza si avrà per esempio un
“movimento del profilo” massimo ovunque
e a un’altra distanza opportuna non se ne
avrà alcuno: come tante corde uguali
messe l’una accanto all’altra. i piani
paralleli allo specchio su cui giacciono gli
antinodi vengono detti piani antinodali.
nodi e antinodi sono strettamente legati
riflettore perfetto
alla lunghezza d’onda della luce impiegata. in
particolare, un nodo dista da un nodo
successivo una semilunghezza d’onda, e lo
stesso vale per la distanza fra due antinodi.
nodi e antinodi sono alternati tanto da
distare l’un l’altro un quarto di lunghezza
d’onda.
comincia a delinearsi una situazione
interessante: la luce, velocissima e
imprendibile, pare ora restare ferma a farsi
analizzare. se ci fosse un modo per “scorgere”
questi nodi o questi antinodi si potrebbe
“vedere” la lunghezza d’onda della luce!
ottobre 2009 35
piani
antinodali