Onda

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Comportamento delle onde

La velocità di un'onda nella materia dipende dall'elasticità e dalla densità del mezzo. In un'onda trasversale che si propaga lungo una corda fissa, ad esempio, la velocità dipende dalla tensione della corda e dalla sua massa per unità di lunghezza. Nel caso delle onde elettromagnetiche, la loro velocità nel vuoto ha per tutte lo stesso valore, pari a circa 300.000 km/s; nei mezzi materiali, si riduce di un fattore pari all’indice di rifrazione del mezzo.

5.1

Rifrazione

In generale, quando un'onda attraversa la superficie di separazione fra due mezzi, la direzione di propagazione subisce una variazione: questo fenomeno si definisce rifrazione, ed è dovuto al fatto che la velocità di propagazione dipende dal mezzo in cui essa ha luogo. Ad esempio, passando dall'aria al vetro, un raggio di luce diminuisce la propria velocità di propagazione di due terzi e di conseguenza l'angolo che questo forma con la retta perpendicolare alla superficie di separazione dei due mezzi diminuisce. Solo se il raggio incide perpendicolarmente alla superficie di separazione non subisce alcuna deviazione.

5.2

Riflessione

Ogni volta che un'onda incide sulla superficie di separazione tra due mezzi, si separa in due componenti: una prosegue nel secondo mezzo, subendo rifrazione, l'altra viene riflessa all'interno del primo mezzo. Nel caso della luce che colpisce il vetro di una finestra, la luce riflessa è debole rispetto a quella rifratta. Se invece la luce colpisce un materiale opaco, la componente di luce riflessa è più intensa di quella che riesce a penetrare nel mezzo: questa viaggerà per una breve distanza, prima di essere completamente assorbita.

5.3

Polarizzazione

Se le oscillazioni di un'onda trasversale avvengono tutte nello stesso piano, l'onda si dice polarizzata. Più comunemente, le onde trasversali oscillano in tutte le direzioni; in questo caso allora possono essere studiate mediante la loro 'scomposizione' in oscillazioni orizzontali e verticali, o lungo una qualunque altra coppia di direzioni perpendicolari. Così la luce, che consiste di oscillazioni trasversali, può essere polarizzata.

5.4

Diffrazione

Tutte le onde (a parte quelle monodimensionali, proprie di una corda), se passano attraverso piccole aperture o incontrano un ostacolo sul loro cammino, deviano dalla direzione di propagazione rettilinea, e si sparpagliano in direzioni diverse. A causa di questo fenomeno, detto diffrazione, è possibile udire un suono emesso da una sorgente situata dietro un angolo, e il contorno delle ombre non è mai netto. La diffrazione diventa particolarmente intensa quando l'apertura attraverso cui l'onda si insinua è di dimensioni paragonabili alla sua lunghezza d'onda.