Documentazione - I@PhT

Richiami e approfondimenti
A1. Le onde
“Accade sovente che l’onda si allontani dal suo punto di creazione, mentre l’acqua non si
muove, come le onde create dal vento in un campo di grano, dove vediamo le onde correre
attraverso il campo mentre il grano rimane al suo posto”
Leonardo da Vinci
Come si rileva dalla frase di Leonardo, nella nostra vita ci sono onde di ogni tipo: onde nell’acqua,
“onde “ nel campo di grano (facendo attenzione però che questo tipo di perturbazione non è uguale
a quello delle onde nell’acqua: non nasce da una sorgente, la perturbazione cessa quando il vento
cessa), onde sismiche che si propagano nella terra…..
La maggior parte delle onde possono essere descritte studiando sia il comportamento delle singole
particelle sia la loro propagazione nel mezzo; facendo un’analogia potremmo dire che vogliamo
studiare sia la foresta sia gli alberi che la costituiscono.
Onde in due dimensioni: esperienze con un ondoscopio
Le onde in due dimensioni sono le più facili da indagare perché sono direttamente visualizzabili
essendo tipicamente onde superficiali. Per indagarne il comportamento si può utilizzare una vasca
ad onde con sistema stroboscopio. Descriviamo alcuni esperimenti e i loro risultati.
Strumentazione
Vasca ad onde con sistema stroboscopio (ondoscopio, vedi fig. A1 )
Le onde vengono generate trasmettendo sulla superficie dell’acqua le variazioni di pressione
dell’aria ottenute tramite le vibrazioni di una membrana eccitata da un’apposita unità di
alimentazione: si ottengono onde trasversali sulla superficie dell’acqua. La frequenza delle onde di
pressione è compresa tra 10 Hz e 80 Hz. Ampiezza e frequenza delle oscillazioni possono essere
regolate a piacere.
Per ottenere un’immagine stazionaria delle onde si utilizza una lampada stroboscopica sincronizzata
con la frequenza del generatore che eccita la membrana. La vasca viene collocata sotto un proiettore
in modo da visualizzare le onde con un formato maggiore: in tal modo le creste delle onde si
comportano come lenti convergenti in grado di creare delle linee luminose che si possono osservare
sullo schermo, mentre i ventri si comportano come lenti divergenti dando luogo alla formazione di
linee più scure. Dove non c’è oscillazione si ha una luminosità intermedia.
Le pareti della vasca sono inclinate per eliminare l’interferenza con le onde riflesse. Per ridurre le
riflessioni di disturbo viene aggiunta una goccia di sapone liquido all’acqua.
Il livello dell’acqua nella vasca deve essere di circa 5 mm.
fig. A1
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