Le Onde Sonore

Questo capitolo si concentra sulle onde sonore, un tipo specifico di onde meccaniche longitudinali.

Il suono è sempre causato dall'oscillazione meccanica di un corpo. Le onde sonore sono generate dalle vibrazioni di un corpo che determinano successive compressioni e decompressioni dell'aria circostante.

Definizione: Le onde sonore sono perturbazioni meccaniche longitudinali che si propagano attraverso un mezzo materiale.

Le sorgenti sonore sono tutti i corpi in grado di emettere un suono. È importante notare che le onde sonore non possono propagarsi nel vuoto, necessitando sempre di un mezzo di propagazione.

La velocità del suono varia a seconda del mezzo di propagazione e della temperatura. Ad esempio, nell'aria a 20°C e pressione atmosferica di 1 atm, la velocità del suono è di circa 340 m/s.

Esempio: La velocità del suono nell'acqua è di circa 1480 m/s, mentre nel ferro può raggiungere i 5150 m/s.

Le caratteristiche principali del suono includono:

1. Altezza: determinata dalla frequenza dell'onda sonora
2. Intensità: dipende dall'ampiezza dell'onda
3. Timbro: dipende dalla forma dell'onda periodica

Vocabulary: Gli infrasuoni hanno una frequenza inferiore a 20 Hz, mentre gli ultrasuoni hanno una frequenza superiore a 20 kHz.

L'intensità sonora è definita come il rapporto tra la potenza dell'onda e la superficie su cui essa incide (P/S), misurata in watt al metro quadro (W/m²).

Highlight: L'intensità sonora rappresenta la quantità di energia, in joule, che giunge ogni secondo su una superficie di 1 m².

Il capitolo tratta anche fenomeni come la riflessione dell'onda sonora (che causa l'eco), la diffrazione del suono e l'effetto Doppler, che si verifica quando la sorgente o il ricevitore sono in movimento.

Specchi e Riflessione

Gli specchi rappresentano un'applicazione pratica delle leggi della riflessione della luce.

Definition: Uno specchio piano fornisce un'immagine virtuale, diretta e delle stesse dimensioni della sorgente.

Example: Gli specchi parabolici e sferici hanno proprietà focali specifiche utili in varie applicazioni.

Introduzione alle Onde Meccaniche

Le onde meccaniche sono perturbazioni che si propagano attraverso un mezzo elastico, trasportando energia ma non materia. Alla base di ogni onda meccanica c'è un sistema oscillante intorno a una posizione di equilibrio. Questo capitolo introduce i concetti fondamentali delle onde e le loro caratteristiche principali.

Definizione: Un'onda meccanica è una perturbazione che si propaga in un mezzo elastico, trasportando energia ma non materia.

Le onde meccaniche richiedono tre elementi essenziali:

1. Una sorgente
2. Un mezzo di propagazione
3. Un ricevitore

Il documento distingue due tipi principali di propagazione delle onde meccaniche:

1. Onde trasversali: la direzione dell'oscillazione delle particelle del mezzo è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda.
2. Onde longitudinali: la direzione dell'oscillazione e la direzione di propagazione dell'onda sono parallele.

Esempio: Le onde del mare sono un esempio di onde trasversali, mentre le onde sonore sono un esempio di onde longitudinali.

Le onde periodiche si muovono nel tempo con regolarità, e il loro profilo nello spazio è rappresentato da una sinusoide. Le caratteristiche principali di un'onda periodica includono:

• Ampiezza: lo spostamento massimo di un punto dalla sua posizione di quiete
• Lunghezza d'onda: la distanza tra due creste consecutive
• Periodo: la durata di un'oscillazione completa
• Frequenza: l'inverso del periodo (1/T)
• Velocità: il rapporto tra lunghezza d'onda e periodo (λ/T oppure λ·f)

Highlight: Il principio di sovrapposizione delle onde porta al fenomeno dell'interferenza, che può essere costruttiva o distruttiva.