Onde e Suono

Study Notes

Le onde sonore sono onde meccaniche, necessitano di un mezzo materiale per propagarsi.
Le onde luminose sono onde elettromagnetiche, non necessitano di un mezzo materiale per propagarsi.
Un'onda è una perturbazione che si propaga trasportando energia, senza spostare la materia.
Le onde trasversali sono caratterizzate da una grandezza che oscilla in modo perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda.
Le onde longitudinali sono caratterizzate da una grandezza che oscilla nella stessa direzione della direzione di propagazione dell'onda.
Le onde sono descritte da diverse grandezze, come la lunghezza d'onda (la distanza tra due creste o due avvallamenti successivi), il periodo (il tempo impiegato per un'oscillazione completa), la frequenza (il numero di oscillazioni complete nell'unità di tempo), l'ampiezza (la massima variazione dalla posizione di riposo), la velocità di propagazione (la velocità con cui l'onda si propaga).

La diffrazione è la capacità di un'onda di superare o aggirare ostacoli.
La diffrazione si verifica in modo significativo quando le dimensioni dell'ostacolo sono paragonabili alla lunghezza d'onda dell'onda stessa.

L'indice di rifrazione (m) è un valore che descrive come un certo mezzo altera la velocità della luce.
La velocità della luce in un mezzo è inversamente proporzionale all'indice di rifrazione di quel mezzo.

Il suono è un'onda periodica, mentre il rumore è un'onda casuale.
Caratteristiche del suono: intensità (volume), altezza (frequenza), timbro (profilo dell'onda).
L'intensità sonora è correlata all'ampiezza dell'onda.
L'altezza è correlata alla frequenza dell'onda.
Il timbro è correlato al profilo dell'onda.

L'effetto Doppler è il cambiamento apparente nella frequenza di un'onda emessa da una sorgente in movimento rispetto a un osservatore in quiete o in movimento.
La frequenza percepita è maggiore quando la sorgente si avvicina all'osservatore e minore quando la sorgente si allontana.
La velocità della sorgente (Vs), la velocità dell'osservatore (Vr) e la velocità del suono (Vo) influenzano la frequenza rilevata (f').
Sono importanti le situazioni in cui la sorgente e/o l'osservatore si muovono.

L'interferenza è il fenomeno che si verifica quando due o più onde si sovrappongono.
L'interferenza può essere costruttiva (se le onde sono in fase) o distruttiva (se le onde sono fuori fase).
I battimenti sono un fenomeno di interferenza tra onde di frequenze simili. Sono caratterizzati da variazioni periodiche dell'intensità.

Le onde stazionarie sono onde che appaiono ferme, non si propagano.
Sono caratterizzate da punti di massima ampiezza (ventri) e punti di minima ampiezza (nodi).
Le onde stazionarie sono importanti in molti fenomeni fisici, come le vibrazioni di una corda o di una colonna d'aria in uno strumento musicale.
Le armoniche sono diversi modi di vibrazione di un sistema che descrivono diverse onde stazionarie.

L'interferenza costruttiva si verifica quando due onde si sovrappongono in fase, rafforzandosi a vicenda.
L'interferenza distruttiva si verifica quando due onde si sovrappongono fuori fase, annullandosi a vicenda.