Propagazione dell'Energia: Onde Trasversali, Longitudinali e Sismiche, Appunti di Fisica

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Modalità di propagazione dell’energia

• non avviene uno spostamento di materia Si propaga nello spazio trasferendo energia ma non materia perturbazione della posizione delle particelle che si propaga in un mezzo materiale trasportando energia Ha bisogno di un mezzo per propagarsi

onde elettromagnetiche il quale si propagano anche nel vuoto e non ha bisogno di un mezzo per propagarsi MODALITÀ DI PROPAGAZIONE DELL'ENERGIA una sorgente (agente esterno) sposta le particelle dalla posizione di equilibrio c'è una perturbazione nel mezzo quindi le particelle si muovono Le particelle tendono a tornare nella posizione di equilibrio (forze di richiamo) e le particelle vicine si allontanano dalla posizione di equilibrio (reazione alle forze) Quindi fanno muovere anche quelle vicine il quale si scambiano tra loro energia Fino a tornare ferme alla posizione di equilibrio

sono generate da una sorgente che compie un moto periodico

1. FORMA D’ONDA : posizione delle particelle a un istante “t” fissato (come una fotografia) Quanto ci mette a fare un’oscillazione completa È un tempo quindi in secondi (s) A : ampiezza (m) Massimo allontanamento di un punto del mezzo di propagazione dalla posizione di equilibrio : lunghezza d’onda (m)
2. LEGGE ORARIA DI UNA PARTICELLA: variazione della sua posizione verticale nel tempo A : ampiezza (m) Massimo spostamento di una particella della posizione di equilibrio T : periodo (s) Intervallo di tempo in cui la particella compie un’oscillazione completa Distanza tra due creste successive forma di un onda trasversale ventre cresta spostamento della particella posizione di equilibrio

(f) di un’ onda è il numero di oscillazioni che fa al secondo Hertz (HZ) LA VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE DI UN'ONDA È A parità di velocità la frequenza e lunghezza d’onda sono immensamente proporzionali stessa velocità lunghezza d’onda (≠) e periodo (≠) salendo aumentano la frequenza, salendo diminuisce Dal basso (3) dall’alto (1)

Quando un onda arriva sulla superficie di separazione tra due mezzi diversi l’onda “ribalza” in maniera parziale o totale cambiando verso di propagazione e tornando indietro nel mezzo di provenienza Il raggio incidente e il raggio riflesso formano angoli uguali con la normale alla superficie di separazione tra due mezzi Quando un’onda arriva sulla superficie di separazione tra due mezzi diversi l’onda si trasmette nel secondo mezzo modificando la sua direzione di propagazione fronte d’onda riflessa fronte d’onda incidenti È una particolare onda generata ad un movimento unico e rapido della sorgente Una corda fissata a una estremità da luogo a un impulsò riflesso invertito che si propaga in verso opposto a quello dell’impulso incidente Impulsò incidente Riflesso impulso superficie fronti d’onda riflessa Fronti d’onda incidenti retta perpendicolare alla superficie

Si presenta quando 2 o + onde della stessa natura

attraversano la stessa ragione nello stesso istante

Quando due impulsi si sovrappongono,

lo spostamento di ogni punto della

corda è la somma degli spostamenti

provocati da ciascun impulsò

Due impulsi apposti

Quando si incontrano -> effetto

intermedio

Poi proseguono come sono arrivati

Nella regione in cui

2 o più onde si

sovrappongono, la

perturbazioni che

ciascuna di esse

produrrebbe da

sola

Cresta + cresta / ventre + ventre -> interferenza costruttiva

cresta + ventre -> interferenza distruttiva

Il principio di sovrapposizione

Onda sonora periodica RUMORE: Onda sonora non periodica v = velocità di propagazione A = ampiezza f = frequenza Dipende dalle proprietà del mezzo di propagazione aumenta densità - aumenta v aumenta temperatura - aumenta v Dipende dall’energia trasportata dall’onda Dipende dalla sorgente che ha generato l’onda

L’ECO

Intervallo di tempo tra l’emissione del suono e la ricezione DISTANZA MINIMA PER PERCEPIRE L’ECO È 20 M. Rimbombo: se ostacolo e sorgente sono troppo vicini e i due suoni non sono distinti CARATTERISTICHE DEI SUONI L’ALTEZZA DEI SUONI (dipende dalla frequenza dell’onda sonora)

• frequenza elevata; suono acuto
• frequenza bassa; suono grave
• f < 20 Hz → infrasuoni;
• f > 20 kHz → ultrasuoni. ECOGRAFIA: misura i tempi di riflessione degli ultrasuoni inviati → il computer traduce in immagine SONAR: misura la profondità del fondale, localizza corpi sommersi utilizzando ultrasuoni

IL TIMBO DEL SUONO Un suono puro è un’ onda sonora armonica con una sola frequenza. caratteristico di ciascuno strumento e dipende dalla forma dell’onda sonora generata. INTENSITÀ DI UN’ONDA I è la quantità di energia E trasportata dall’onda (legata all’ampiezza delle vibrazioni) che passa attraverso una data area A in un definito intervallo di tempo Δt: L’energia trasportata dall’onda E è fornita dalla sorgente che è caratterizzata da una certa potenza P: Consideriamo una sorgente puntiforme che emette un suono con una potenza P l’intensità del suono percepito in un punto a distanza r dalla sorgente