L'onda è una perturbazione che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all'altro.

Tale perturbazione è costituita dalla variazione di qualunque grandezza fisica (es. variazione di pressione, temperatura, intensità del campo elettrico, posizione, frequenza, ecc..)

Molti fenomeni naturali sono descritti in termini di onde:

• Le onde nell'acqua sono insieme il prototipo dell'onda e un caso piuttosto particolare, in quanto sono onde che interessano prevalentemente la superficie di separazione tra due mezzi (aria e acqua), e quindi hanno caratteristiche meno generali delle onde che viaggiano in un mezzo omogeneo.

• La natura della luce per la fisica contemporanea, sia la radiazione, sia la materia, posseggono tratti comuni a particelle e a onde, quando sono osservate ad un livello microscopico.

• Le onde elettromagnetiche, a causa della complessità della loro interazione con la materia, onde della stessa natura fisica possono avere effetti diversissimi a seconda della loro frequenza.

• Le onde sonore, oltre che uno dei mezzi fisiologici di comunicazione dell'uomo, sono in realtà un tipo particolare di onde meccaniche.

• Le onde meccaniche, riguardano molteplici aspetti, da quelli più palesi su piccola scala riguardanti oscillazioni e vibrazioni, a quelli meno evidenti, ma non meno importanti su vasta scala, come le onde planetarie, che si manifestano nei fluidi dell'oceano e dell'atmosfera a causa della rotazione della terra.

Se le modalità di propagazione di un'onda in un certo mezzo sono note, l'onda stessa diviene un potente strumento di indagine delle proprietà di quel mezzo.

Le onde trasportano energia e quantità di moto. Si parla in tal caso di energia radiante, o radiazione.

L'energia trasmessa può diventare informazione, e le onde divengono il più efficace e rapido mezzo di comunicazione.

Le onde possiedono alcune caratteristiche molto generali, che consentono di comprendere i principali aspetti del loro comportamento in modo semplice.

INDICE

L'onda è una perturbazione che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all'altro.

Tale perturbazione è costituita dalla variazione di qualunque grandezza fisica (es. variazione di pressione, temperatura, intensità del campo elettrico, posizione, ecc..) attorno alla sua posizione di equilibrio (che corrisponde all'assenza di perturbazione).

• L'aspetto più importante che emerge dalla definizione è che l'onda è una perturbazione che viaggia: a prima vista sembra necessario affinché ciò avvenga la presenza di un mezzo che sperimenti, al passaggio dell'onda, una qualche forma di oscillazione locale senza trasporto. Vale a dire che le particelle del mezzo stesso non viaggiano assieme all'onda, ma viaggia solo la perturbazione che esse subiscono. È ciò che avviene nelle cosiddette onde meccaniche. Quindi a vibrare sono le particelle del mezzo in cui si propaga l'onda

• Tale risposta, apparentemente ovvia, è stata ritenuta valida incodizionatamente fino al 1905 l'anno in cui Einstein scrisse l'articolo "Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento" in cui introduce la Teoria della relatività ristretta. Le onde elettromagnetiche, la cui esistenza è stata teoricamente prevista dal fisico scozzese J. C. Maxwell nel 1865, hanno la straordinaria proprietà di propagarsi nel vuoto (se con vuoto intendiamo l'assenza completa di materia). A "vibrare", in questo caso, è un ente immateriale detto campo elettrico-magnetico: malgrado la sua immaterialità tale campo produce effetti reali a tutti noti (ad esempio le moderne telecomunicazioni si basano sulla propagazione di tali campi, o ancor più semplicemente, la luce non è altro che un'onda elettromagnetica particolare).

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Se due onde pervengono, nel medesimo istante, in uno stesso punto dello spazio, come avviene la loro "interazione"?

Le onde si "passano attraverso" indisturbate e, quando occupano la medesima posizione nello spazio, sommano o sottraggono le loro ampiezze. I fisici dicono che le onde soddisfano al principio di sovrapposizione e che, al momento dello "scontro" interferiscono. In realtà il principio di sovrapposizione non vale incondizionatamente: tuttavia anche nelle situazioni in cui esso non è valido, le onde sperimentano un'interazione che porta le loro ampiezze a rinforzarsi o a cancellarsi (anche se non più esattamente come somma o differenza delle ampiezze).