LE ONDE
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Testo completo
(2) LE ONDE Fenomeni ondulatori Periodo e frequenza Lunghezza d’onda e velocità Legge di propagazione Energia trasportata Onde meccaniche: il suono Onde elettromagnetiche Velocità della luce Spettro elettromagnetico Energia dell’onda elettromagnetica P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.2.
(3) Fenomeni ondulatori suono. Oscillazioni meccaniche. mare. corda che vibra molla Oscillazioni elettromagnetiche →. B. →. →. Eo. E onda elettromagnetica →. →. v. Bo. λ. P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. →. x. pag.3.
(4) Onde trasversali e longitudinali trasversali. vibrazione. propagazione. esempio : onda lungo una corda. longitudinali. vibrazione. propagazione. esempio : onda di percussione in un solido P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.4.
(5) Periodo e frequenza def. fenomeno periodico: f(t) = f(t+T). (ritorna alla stessa configurazione dopo uno stesso intervallo di tempo). Def. Periodo T = (minimo) intervallo di tempo. dopo il quale il fenomeno ritorna alla stessa configurazione = durata di una oscillazione (unita’ di misura S.I.: secondo).. f(t) = A sen(2π t/T) = A sen[(2π/T) t] = A sen(ωt) pulsazione ω = 2π/T = 2πν. P.Montagna 11-14. frequenza =. n.ro di oscillazioni/s. ν = 1/T. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. Hz=1/s pag.5.
(6) Ampiezza e energia di un’onda S(t) = A sen(ωt + φ) S(t). ω = 2 π = 2π ν. T T. +A o. –A. P.Montagna 11-14. t. [. A = ampiezza T = periodo ν = frequenza φ = fase. ENERGIA. DI UN’ONDA:. E ∝ A2 Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.6.
(7) Legge di propagazione delle onde Moto rettilineo uniforme: Ogni onda si propaga con una propria velocita’ costante x = v t =v T=v/. λ. Lunghezza d’onda λ = minima distanza. dopo la quale il fenomeno riprende la stessa configurazione = distanza percorsa in un periodo (unita’ di misura S.I.: metro).. A S(0) o. S(t) to T. P.Montagna 11-14. t. ◊. ν. λν = v. Lunghezza d’onda e frequenza sono inversamente proporzionali: il loro prodotto e’ la velocità. A. o S(0). S(x) x xo. λ. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.7.
(8) Intensità di un’onda Def. Intensità = energia trasportata nell'unità di tempo attraverso l’unita’ di superficie. E I = Δt⋅S. joule watt = unità di misura: 2 s⋅ m m2 S. L’energia è costante (cons.energia). L’intensità diminuisce con il quadrato della distanza P.Montagna 11-14. S r. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. 2r pag.8.
(9) Il suono suono: vibrazione meccanica delle particelle di un mezzo materiale (gas, liquido, solido) molecola in moto. punto di equilibrio. A fluidi :. x(t). spostamenti delle particelle addensamenti e rarefazioni compressioni e dilatazioni. sono vibrazioni di/tra molecole: serve la materia!. nel vuoto il suono non si propaga. onda di pressione P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.9.
(10) Caratteristiche del suono onda sonora : vibrazione meccanica percepibile dal senso dell'udito (orecchio) sensibilità orecchio umano infrasuoni. v = λ ν. P.Montagna 11-14. 20 Hz < ν < 2•104 Hz varia = 344 m/s vacqua = 1450 m/s. {. ultrasuoni. 17.2 m < λ < 1.72 cm 72.5 m < λ < 7.25 cm. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.10.
(11) Onde elettromagnetiche →. Eo →. B. Def. onda elettromagnetica:. E. →. →. v. “oscillazione” del campo elettrico e del campo magnetico, con direzione di propagazione → perpendicolare a entrambi. →. Bo. λ. →. →. E. x. Eo →. B. Non serve materia: le onde e.m. si propagano anche nel vuoto!. →. Bo. T P.Montagna 11-14. t. Le onde F. F. Ballarini Ballarini – – Fisica Fisica Applicata Applicata -- Onde Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.11.
(12) Velocità della luce Le onde elettromagnetiche si propagano anche nel vuoto secondo la consueta legge:. λν = v. La loro velocità nel vuoto è sempre. c = 3•108 m/s. (= 300000 km/s). E’ la velocità non solo della luce visibile,. ma anche di tutte le altre onde elettromagnetiche.. E’ la massima velocità raggiungibile in natura. Nei mezzi materiali, la velocità è sempre <c. P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.12.
(13) Spettro elettromagnetico (fermi). (Å) (nm). λ (m). 10–12. 10–14. RAGGI GAMMA. RAGGI X. ν. (Hz) GeV 109. 10–10. 1022. 1020. MeV 106. λν = c P.Montagna 11-14. 10–8. 10–6. ULTRA-VIOLETTO. 1018. 1016. keV 103. (µm). E. (mm) (cm) 10–4. 10–2. INFRA-ROSSO. 102. 1. MICRO ONDE. ONDE RADIO. 1010. 1014 1012 VISIBILE. λ (m). 108. 106. ν. (Hz). 3 108 Hz. colori. (eV). E = hν. 400. 500. 600. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. λ. 700(nm) pag.13.
(14) Energia dell’onda elettromagnetica Le onde elettromagnetiche trasportano energia mediante i “fotoni”, L’energia di un fotone è proporzionale alla frequenza dell’onda:. E = hν. (con h = 6.6•10-34 J•s, costante di Planck). Per la luce visibile, l’emissione o assorbimento dei fotoni determina il colore dei corpi: bianco = emissione di tutte le frequenze visibili nero = assorbimento di tutte le frequenze visibili. Es. Luce gialla: λ = 600 nm ν = c/λ = (3•108 m/s)/(6•10-7 m) = 0.5•1015 Hz = 5•1014 Hz E = hν = (6.6•10-34 J•s)(5•1014 Hz) = 3.3 •10-19 J = 2 eV P.Montagna 11-14. Le onde F. Ballarini – Fisica Applicata - Onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. pag.14.
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