Cosa sono le onde elettromagnetiche

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Cosa sono le onde elettromagnetiche: come si formano, definizione, caratteristiche e tipologie. Grafici, immagini e formule. Ottimi per studiare e facili da capire (5 pagine formato docx)

COSA SONO LE ONDE ELETTROMAGNETICHE

Relazione di fisica: le onde elettromagnetiche.

Definizione e Tipologie. Un’onda è una perturbazione che varia nello spazio e nel tempo, propagandosi e trasportando energia (e non materia) da un posto ad un altro. Esse si suddividono generalmente in due categorie:
Onde Elettromagnetiche : non necessitano di un mezzo di propagazione, ma si propagano anche nel vuoto;
Onde Meccaniche : hanno bisogno di un mezzo di propagazione, il quale può essere solido, liquido o gassoso.
Prendendo in considerazione solo queste ultime, è possibile indentificare un’ulteriore divisione a seconda delle caratteristiche della perturbazione e dell’impulso: ad esempio, le onde si possono suddividere in trasversali (se la direzione della perturbazione è perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda) e longitudinali (se la direzione della perturbazione è parallela alla direzione di propagazione).

ONDE ELETTROMAGNETICHE CARATTERISTICHE

Inoltre, un’onda si può definire periodica se lo stimolo si ripete periodicamente uguale o armonica se lo stimolo fa sì che l’onda definisca un moto armonico; queste caratteristiche sono facili da osservate se viene presa come esempio una molla elicoidale, muovendo la quale è possibile generare onde sia trasversali che longitudinali, sia periodiche che armoniche, a seconda del movimento impresso sulla molla stessa.
Onde Periodiche - La caratteristica principale di un’onda periodica è la presenza, in essa, di cicli, ovvero di fenomeni che si ripetono uguali ad intervalli di tempo regolari.
La regolarità di questo tipo di onde permette di individuare le loro caratteristiche tramite una loro rappresentazione spaziale.
L’Ampiezza A dell’onda è lo spostamento massimo dalla posizione di equilibrio di un punto del mezzo in cui l’onda si propaga. Il punto di massima ampiezza è detto cresta o ventre; non vi è differenza tra la distanza tra il centro e una cresta e la distanza tra il centro e un ventre.

La lunghezza d’onda λ è la lunghezza di un ciclo: equivale alla distanza tra due creste o tra due ventri consecutivi.
Il periodo T è l’intervallo di tempo necessario all’onda per compiere un’oscillazione completa, ovvero di completare un ciclo o di percorrere una distanza pari alla sua lunghezza.
Il periodo è legato alla frequenza tramite la seguente relazione: f=  1/T
Da ciò si evince, quindi, che, se il periodo è misurato in s, la frequenza sarà misurata in s-1, ovvero in Hertz (Hz).
Un’altra relazione lega, invece, il periodo, la lunghezza d’onda e la velocità di propagazione dell’onda stessa:
v=  λ/T Ovvero, v=fλ.
Per quanto riguarda la velocità di propagazione dell’onda, va anche detto che essa dipende dal mezzo su cui l’onda si propaga. Ponendo, per esempio, una corda come mezzo di propagazione, la velocità varierà in funzione della tensione T della corda, della sua massa m e della sua lunghezza L, secondo la seguente relazione: v= √(T/(m/L)).

Onde elettromagnetiche: caratteristiche

COME SI FORMANO LE ONDE ELETTROMAGNETICHE

Descrizione Matematica di un’Onda
Esaminando il grafico cartesiano di un’onda periodica in un istante di tempo fissato, è possibile determinare la seguente relazione: y=A sen (kx)
Dove il numero d’onda k è uguale a 2π/λ.
Prendendo in considerazione, invece, il grafico relativo all’onda in una determinata posizione x, l’equazione definita sopra può essere espressa nel seguente modo: y=A sen k(x-vt)
Dove v è la velocità di propagazione (= λf).
A questo punto, eseguendo la moltiplicazione si ottiene che y=A sen (kx-kvt)
Sostituendo i valori corrispondenti, però, si può notare che kv=  2π/λ  âˆ™λ/T=  2π/T= ω
Con ω che rappresenta la pulsazione.
Pertanto, si può sostituire quest’ultimo valore all’interno dell’equazione.
In particolare, per le onde che si propagano verso +x vale l’equazione y=A sen 2π (x/λ-ft), mentre per quelle che si propagano verso –x vale l’equazione y=A sen 2π (x/λ+ft).
Pertanto, è possibile definire l’angolo y=A sen 2π (x/λ±ft) come fase dell’onda, misurabile in radianti.

Onde elettromagnetiche: propagazione delle onde e oscillazioni forzate

COSA SONO LE ONDE SONORE

Onde Sonore. Le onde sonore sono onde longitudinali la cui origine è costituita da un oggetto che vibra, ovvero una sorgente sonora. Il suono è un’onda meccanica e non si può propagare nel vuoto: la sua propagazione è legata alla formazione di zone d’aria compressa e zone di aria rarefatta alternate. La distanza tra due zone di compressione o tra due zone di rarefazione, come avveniva nel caso delle creste e dei ventri, corrisponde alla lunghezza λ dell’onda sonora.