Molla gigante

In natura tutti i fenomeni ondulatori si raggruppano in due tipi diversi in funzione di come è orientato il piano di oscillazione. La molla ti permette di visualizzarli entrambi.

Lo spostamento di una spira della molla si ripercuote sulle spire vicine, propagandosi per tutta la sua lunghezza. La perturbazione si sposta quindi lungo tutta la molla e viene riflessa alle estremità. Se la perturbazione è data comprimendo o allungando la molla nella direzione della sua lunghezza, si generano onde longitudinali, come le onde sonore. Se invece la perturbazione si ottiene spostando una spira in direzione perpendicolare alla molla si generano onde trasversali, come le onde nell’acqua o quelle elettromagnetiche.

Con la molla si possono visualizzare le vibrazioni associate a diversi fenomeni come le onde sonore, le onde elettromagnetiche e le onde P ed S dei terremoti. Per quanto riguarda le caratteristiche della direzione di propagazione rispetto a quella di vibrazione, mentre nel caso dei fenomeni ondulatori di tipo elastico alcuni sono caratterizzati da onde longitudinali (suono), altri da onde trasversali (corde in vibrazione, onde superficiali sui liquidi), altri ancora da entrambe (onde sismiche), le onde elettromagnetiche sono solamente di tipo trasversale, a causa del fenomeno fisico che sta alla base della loro propagazione (l’induzione elettromagnetica).

Nelle caso di onde meccaniche la propagazione avviene attraverso le vibrazioni elastiche delle molecole del mezzo, che deve essere necessariamente presente. Nelle onde elettromagnetiche è il campo elettromagnetico a vibrare, al quale non serve la necessaria presenza di un mezzo; si ha dunque propagazione di onde elettromagnetiche anche nel vuoto.

Con le onde trasversali, inoltre, se il modo di vibrare ortogonalmente alla direzione di propagazione dell'onda presenta una legge, "una regola", allora l'onda si dice polarizzata e il fenomeno fisico è noto come polarizzazione delle onde (elettromagnetiche). Più precisamente, un’onda elettromagnetica è polarizzata se l’orientamento del campo elettrico è costante nel tempo (polarizzazione rettilinea) oppure cambia nel tempo con regolarità ruotando in modo costante descrivendo con la punta un'ellisse (polarizzazione ellittica), oppure infine cambia nel tempo con regolarità ruotando in modo costante descrivendo con la punta una circonferenza (polarizzazione circolare).

Se le onde sono prodotte con regolarità, la sovrapposizione delle onde che si muovono in direzioni opposte genera in alcuni punti l’annullamento delle perturbazioni (in questi punti la molla sembra ferma) e in altri punti delle oscillazioni più ampie (in questi punti la molla si incurva). I primi punti si chiamano nodi e i secondi ventri. Il numero di nodi e ventri dipende dalla frequenza costante con cui si fa oscillare la molla. Il risultato si chiama onda stazionaria perché sembra ferma.

 

You can observe two kinds of waves.

Making the spring oscillate left and right in a perpendicular direction compared to its length, you will produce transverse waves, such as sea waves or light waves (which are electromagnetic waves).

Pressing or stretching the spring lengthways, you will produce longitudinal waves such as sound waves.

 

Sala
Onde