Onde e Propagazione delle Onde

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Questions and Answers

Qual è la formula che descrive l'energia di un fotone in relazione alla sua frequenza?

E = h f (correct)

E = h / f

E =λ / h

E = c / λ

Qual è la velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto?

400000 km/s

299792458 m/s (correct)

150000 km/s

300000 km/s (correct)

Quale di queste affermazioni è corretta riguardo alle onde elettromagnetiche?

Si propagano solo in mezzi materiali.

Non possono trasportare energia.

Hanno una velocità variabile a seconda del materiale.

Si propagano nel vuoto. (correct)

Che cosa rappresenta λ nella legge λ f = v?

La lunghezza d'onda Signup and view all the answers

Cosa indica un corpo nero in relazione alle onde elettromagnetiche?

Assorbe tutte le frequenze visibili. Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra lunghezza d'onda e velocità di un'onda elettromagnetica?

f = c / λ Signup and view all the answers

Quale valore rappresenta la costante di Planck?

6,626 x 10^-34 J s Signup and view all the answers

Quali onde si propagano a velocità massima in natura?

Onde elettromagnetiche Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive CORRETTAMENTE un'onda?

Un'onda è una perturbazione che si propaga trasportando energia. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti tipologie di onde ha un fronte d'onda che può essere considerato piano a grande distanza dalla sorgente?

Onde sferiche. Signup and view all the answers

Come avviene la propagazione delle onde trasversali?

Gli elementi del mezzo oscillano perpendicolarmente al moto dell'onda. Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica delle onde elettromagnetiche?

Possono propagarsi nel vuoto. Signup and view all the answers

Quali sono le grandezze caratteristiche di un'onda?

Ampiezza, lunghezza d'onda e frequenza. Signup and view all the answers

Qual è il fenomeno che si verifica quando un'onda cambia direzione passando da un mezzo a un altro?

Rifrazione. Signup and view all the answers

Quale tipo di onda si genera quando gli elementi del mezzo oscillano parallelamente al moto dell'onda?

Onde longitudinali. Signup and view all the answers

In quale delle seguenti situazioni si verifica l'attenuazione delle onde?

Quando l'onda è assorbita dal mezzo. Signup and view all the answers

Qual è la definizione corretta di un'onda impulsiva?

Un'onda che origina una perturbazione localizzata e di breve durata. Signup and view all the answers

Qual è l'unità di misura della lunghezza d'onda nel sistema internazionale?

Metro Signup and view all the answers

Quale delle seguenti grandezze è la lunghezza d'onda?

La distanza minima dopo la quale un'onda si riproduce identica. Signup and view all the answers

Quale equazione rappresenta la funzione d'onda nel dominio dello spazio?

f(x) = A sen(2π x/λ) Signup and view all the answers

Come si misura l'ampiezza di un'onda periodica?

Come la differenza tra il valore massimo e il valore medio. Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il numero d'onda k?

La variazione spaziale dell'onda Signup and view all the answers

Qual è la relazione tra periodo e frequenza di un'onda?

La frequenza è l'inverso del periodo. Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la velocità di propagazione di un'onda?

Il rapporto tra la lunghezza d'onda e il periodo. Signup and view all the answers

Qual è la definizione di periodo T?

Minimo intervallo di tempo per un'oscillazione completa Signup and view all the answers

Che cosa indica la costante di fase φ nella funzione d'onda?

Le condizioni iniziali del fenomeno Signup and view all the answers

Cosa sono i nodi in un'onda stazionaria?

I punti dove l'ampiezza si annulla. Signup and view all the answers

Qual è l'unità di misura della frequenza?

Hertz. Signup and view all the answers

Quale affermazione riguardo alla pulsazione dell'onda è corretta?

È l'angolo in radianti che l'onda descrive nell'unità di tempo. Signup and view all the answers

Qual è l'unità di misura dell'intensità di un'onda elettromagnetica?

Watt/m² Signup and view all the answers

Come è correlata l'energia di un'onda elettromagnetica all'ampiezza dell'onda?

E ∝ ampiezza² Signup and view all the answers

Qual è la relazione corretta tra frequenza e lunghezza d'onda?

ν = c / λ Signup and view all the answers

Qual è l'energia di un'onda con frequenza di $0,5 imes 10^{15}$ Hz?

3,3 × 10⁻¹⁹ J Signup and view all the answers

Qual è l'equivalente in eV dell'energia di $3,3 imes 10^{-19}$ J?

2 eV Signup and view all the answers

Quale colore della luce visibile ha una lunghezza d'onda di 600 nm?

Giallo Signup and view all the answers

Qual è la velocità della luce nel vuoto?

$3 × 10^{8} m/s$ Signup and view all the answers

Quale delle seguenti onde ha la lunghezza d'onda più corta?

Raggi gamma Signup and view all the answers

Cosa avviene durante la diffrazione di un'onda?

L'onda aggira l'ostacolo o la fenditura. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguarda l'interferenza costruttiva?

Le due onde si sommano a dare un'onda di ampiezza maggiore. Signup and view all the answers

Cosa caratterizza un'onda stazionaria?

Oscillazioni limitate nello spazio senza propagazione. Signup and view all the answers

Quale è un esempio di onda meccanica?

Onde sonore. Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra onde sonore e onde elettromagnetiche?

Le onde sonore non si propagano nel vuoto, mentre le onde elettromagnetiche sì. Signup and view all the answers

In quale situazione si formano i nodi in un'onda stazionaria?

Dove non si ha oscillazione. Signup and view all the answers

Qual è la descrizione corretta della funzione d'onda?

Una rappresentazione della propagazione di un'onda progressiva. Signup and view all the answers

Cosa succede alle onde durante l'interferenza distruttiva?

Le onde producono un'onda di ampiezza inferiore. Signup and view all the answers

Study Notes

Onde

Sono perturbazioni che trasportano energia, ma non materia.
Sono generate da una sorgente e si propagano lungo la direzione di propagazione.
Possono propagarsi in un mezzo (onde meccaniche, come onde sonore, elastiche, sismiche) o nel vuoto (onde elettromagnetiche, come luce, calore, radio).

Fronte d'onda

È l'insieme dei punti che vibrano concordemente.
Le onde possono essere classificate in base alla forma del fronte d'onda:
- Onde piane: il fronte d'onda è una retta (es. onde del mare).
- Onde circolari: il fronte d'onda è una circonferenza (es. onde generate da un sasso che cade in acqua).
- Onde sferiche: il fronte d'onda è una sfera (es. onde sonore, luminose).

Propagazione delle onde

Può essere trasversale (gli elementi del mezzo oscillano perpendicolarmente al moto dell'onda, es. radiazione elettromagnetica) o longitudinale (gli elementi del mezzo oscillano parallelamente al moto dell'onda, es. suono).
Effetti durante la propagazione in un mezzo:
- Attenuazione: riduzione dell'ampiezza in funzione della distanza percorsa dovuta alla cessione di energia al mezzo.
- Riflessione: l'onda incontra un ostacolo e viene rinviata indietro verso la sorgente.
- Rifrazione: l'onda passa da un mezzo ad un altro con diversa densità, cambiando velocità e direzione.
- Diffrazione: l'onda incontra un ostacolo o una fenditura di dimensioni paragonabili alla lunghezza d'onda, aggirandolo e propagandosi anche nella parte in ombra.
- Interferenza: due onde si incontrano e si combinano, dando luogo a interferenza costruttiva (ampiezza maggiore) o distruttiva (ampiezza minore).

Onde impulsive e periodiche

Onde impulsive: perturbazione localizzata e di breve durata.
Onde periodiche: ogni elemento del mezzo ripete lo stesso movimento ad intervalli di tempo regolari.

Grandezze caratteristiche delle onde

Ampiezza (A): differenza tra il valore massimo e il valore di equilibrio della grandezza che oscilla.
Lunghezza d'onda (λ): minima distanza dopo la quale l'onda ripete sé stessa identica (misurata in metri).
Periodo (T): intervallo di tempo impiegato da un punto del mezzo per compiere una oscillazione completa (misurato in secondi).
Frequenza (f): numero di oscillazioni complete in un secondo (misurata in Hertz, Hz).
Velocità di propagazione (v): rapporto tra lunghezza d'onda e periodo (misurata in metri al secondo, m/s).
Pulsazione (ω): velocità angolare dell'onda (misurata in radianti al secondo, rad/s), calcolata come 2π/T.
Creste, Ventri e Nodi: punti di massima, minima e nulla ampiezza, rispettivamente, delle onde stazionarie.

Onde stazionarie

Sono onde periodiche le cui oscillazioni sono limitate nello spazio. Non c'è propagazione, ma solo oscillazione nel tempo.
Si ottengono combinando due onde viaggianti (es. corda vibrante).
Caratterizzate da nodi e ventri.

Onde sonore ed elettromagnetiche

Onde sonore: onde meccaniche che richiedono un mezzo per propagarsi (compressione e rarefazione del mezzo).
Onde elettromagnetiche: non richiedono un mezzo per propagarsi, sono trasversali, date da una combinazione di campi elettrici e magnetici variabili. La velocità di propagazione nel vuoto è costante (c) e pari a 3 x 10⁸ m/s.

Funzione d'onda

Descrizione matematica di un'onda progressiva.
Lo spostamento varia nel tempo e nello spazio.
Si descrive con le relazioni y = f(x-vt) e y = f(x+vt) (per onde che si spostano a destra e sinistra, rispettivamente).

Onde periodiche sinusoidali e cosinusoidali

Hanno forma sinusoidale. La funzione d'onda sinusoidale descrive un'onda che oscilla regolarmente nel tempo.

Lunghezza d'onda

Distanza tra due creste o due ventri consecutivi.
Misurata in metri (m).

Frequenza

Numero di oscillazioni complete per unità di tempo.
Misurata in Hertz (Hz) o cicli/secondo.

Onde elettromagnetiche: ulteriori dettagli

Energia trasportata dai fotoni.
L'energia di un fotone (E) è proporzionale alla sua frequenza (f) tramite la costante di Planck (h).
Lo spettro elettromagnetico include diversi tipi di onde, come raggi gamma, raggi X, ultravioletti, luce visibile, infrarossi, microonde e onde radio, ognuno con una specifica gamma di frequenze e lunghezze d'onda.

Intensità di un'onda elettromagnetica

Energia trasportata per unità di tempo attraverso una data unità di superficie.
Misurata in watt al metro quadrato (W/m²).

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Description

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