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  Onde e interferenza
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L'interferenza è un fenomeno che riguarda le onde. I fenomeni che riguardano le onde sono meno noti e intuitivi di quelli che riguardano le particelle materiali. è tuttavia necessario familiarizzarsi con essi, almeno quanto basta per arrivare ad una soddisfacente comprensione dell'esperimento di interferenza dell'elettrone singolo.

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Onde nella fontana della vecchia sede del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Bologna, in Via Castagnoli 1(attualmente sede del Provveditorato agli Studi). La sequenza è tratta dall'inizio del film "Interferenza di elettroni" 1976

I diversi tipi di onde: le onde meccaniche

Partiremo da esempi di “onde meccaniche”.

Anzitutto, cos'è un onda meccanica? È una perturbazione o, più semplicemente, un movimento, generato da una sollecitazione, che si propaga all’interno di un mezzo materiale, mettendo in movimento zone via via più lontane dalla zona in cui l'onda è stata generata. Si propaga un’onda in una corda tesa con un estremo fissato se viene fatto oscillare l’altro estremo, si propaga un’onda alla superficie di uno specchio d’acqua se vi si fa cadere una goccia o un sasso, si sta propagando un’onda nell’aria ogni volta che ascoltiamo un suono. Nel primo caso abbiamo un’onda monodimensionale perché la perturbazione si propaga in una sola direzione, quella della corda tesa (ma le parti di corda oscillano in direzione perpendicolare a quella di propagazione dell’onda); nel secondo caso abbiamo un’onda bidimensionale perché l’onda si propaga in tutte le direzioni alla superficie dell’acqua (e ancora si può considerare che le particelle di acqua oscillino in direzione perpendicolare alla superficie dell’acqua), nel terzo caso abbiamo un’onda tridimensionale perché le oscillazioni delle molecole dell’aria si propagano in tutte le direzioni nello spazio che circonda la sorgente (e in questo caso le oscillazioni avvengono nelle stesse direzioni di propagazione dell'onda, per piccoli tratti, dando luogo a zone limitrofe di “addensamento” e “rarefazione” dell’aria rispetto alla densità della situazione indisturbata di equilibrio).

Via via che si propaga, l’onda si attenua. Così, dopo un certo tempo dalla caduta di un sasso, l’acqua di uno stagno ritorna calma. Osserviamo subito che nel caso di un'onda non è possibile parlare di posizione né di traiettoria, a differenza di quanto avviene per una particella materiale, anche se si può seguire lo spostamento di un fronte d'onda (per esempio una circonferenza nel caso di onde circolari sull’acqua).

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Animazione di un'onda monodimensionale che si propaga lungo una corda tesa. La sollecitazione in questo caso consiste nel dare un colpo rapido all'estremo libero della corda (pallino nero) spostandolo verso l'alto e poi riportandolo alla posizione di riposo. Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University.

Generazione di un'onda in una corda tesa.

TitoloOnde2

(tratto dal sito

)

Generazione di un "treno" di onde in successione.

TitoloOnde2b

(tratto dal sito

)

Sequenza al rallentatore delle onde circolari (bidimensionali) prodotte su uno specchio d'acqua dalla caduta di una goccia (tratto dal sito www.acoustics.salford.ac.uk).

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Le onde prodotte dal vento nell'acqua del Lago Trasimeno, sono un esempio di onde bidimensionali, dove i fronti d'onda sono approssimativamente rettilinei.(Foto M.Gagliardi)

Ecco invece un esempio di onde rettilinee prodotte in una vaschetta d'acqua da un' ondoscopio, strumento didattico di cui vedremo altri esempi nel seguito.

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(tratto dal sito

)

HowEarWorks

Il suono è il risultato di onde di pressione che si propagano nell'aria. Raggiungendo l'orecchio queste mettono in vibrazione il timpano, che a sua volta trasmette la vibrazione agli organi dell'orecchio interno, fino al nervo acustico che invia al cervello un segnale la cui elaborazione dà luogo alla sensazione sonora. In assenza di un mezzo (es. nello spazio vuoto oltre l'atmosfera) non è possibile udire suoni, nonostante in alcuni film di fantascienza questo elementare fatto fisico venga ignorato.

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