17 agosto 2016
La Fisica alla portata di tutti.
Il concetto di “Onda”.
Con il termine onda si indica una perturbazione
che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio, trasportando energia o quantità
di moto, con o senza comportare
un associato spostamento della materia. Le onde si propagano, rimbalzano
su ostacoli e parte della materia o dell’energia delle quali sono costituite
torna verso il punto di origine del fenomeno, a meno che l’ostacolo non abbia
la capacità di assorbirle o di deviarle completamente (come avviene per il velivolo
Stealth invisibile al radar).
Una approssimativa idea di onda si ha gettando un sasso dentro l’acqua
placida di uno stagno ed osservandone la propagazione sulla superficie dell’acqua,
che avviene ad onde concentriche, rimbalzando quando incontrano un ostacolo
viene generata l’onda di ritorno, più piccola di quella che l’ha generata, ma
non più lenta.
Le onde possono propagarsi attraverso un mezzo, sia nel vuoto che in un mezzo liquido o solido.
Ad esempio la radiazione
elettromagnetica e la radiazione
gravitazionale, sono onde che possono esistere e
propagarsi anche in assenza di materia, mentre altri fenomeni ondulatori
esistono unicamente in un mezzo
fisico, che deformandosi produce le forze
elastiche di ritorno in
grado di permettere all'onda di propagarsi in ogni direzione. Durante la
propagazione nel mezzo l'onda è soggetta ad attenuazione da parte del
mezzo fino all'esaurimento dell'energia trasportata.
Quando si ha a che fare con le onde stazionarie (per esempio le onde sulle corde di una chitarra), dove
l'energia in tutte le direzioni è identica e non viene trasportata lungo lo
spazio, perciò talvolta nella definizione di onda si cita solamente la
propagazione di un disturbo senza richiedere il trasporto di energia o quantità
di moto. Per le onde
elettromagnetiche (ad esempio la luce) bisogna considerare ulteriormente che il concetto
di mezzo non può essere applicato, in quanto queste si propagano anche nello
spazio vuoto.
La propagazione e riflessione di alcuni tipi di onde, la capacità cioè di
rimbalzare su oggetti, viene sfruttata da alcune apparecchiature, come il Radar
oppure il Sonar. La prima (Radar) sfrutta le onde elettromagnetiche generate da
una apparecchiatura e sparate in aria; attraverso l’onda di ritorno, dopo che
questa rimbalza su di un ostacolo, riesce e rilevare e rappresentare, su di uno
“schermo”, presenza e distanza dell’ostacolo. La seconda utilizza onde soniche
(Sonar) per rilevare presenza e distanza di oggetti nel mezzo acquatico, oggetti
sommersi come sommergibili o branchi di pesci, riuscendo a tracciare e rappresentare,
sempre su di uno “schermo”, anche la sagoma del fondo marino.
Le onde luminose ed ultimamente quelle gravitazionali o generate da
particelle, formano particolare oggetto di studio per meglio comprendere lo
spazio, la materia e l’energia.
Esistono anche altri tipi di onde di più recente indagine, per esempio le onde gravitazionali, le loro
caratteristiche, per certi aspetti, risultano meno semplici ed intuibili di altre; anche per le
onde cerebrali generate dal cervello, di recente si è supposto che possano
propagarsi anche al di fuori del corpo umano e non risentire, o soltanto in
parte, della distanza. Anche le onde cerebrali formano particolare oggetto di studio da parte di medici e di scienziati; si suppone che possano svelare la comunicazione non verbale, attraverso il pensiero. Lo studio delle onde cerebrali potrebbe rivelarsi catastrofico: ve lo immaginate cosa potrebbe accadere se si riuscisse a leggere il pensiero? E' l'unica "cosa" fino ad ora inaccessibile: l'unica vera privacy.
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