TANTI  FENOMENI  UN  MODELLO

La fisica delle onde  ci fornisce la chiave interpretativa di molti fenomeni , da quelli in cui l’aspetto ondulatorio è più evidente (onde dell’acqua , onde sonore, terremoti,…) a tanti altri in cui a prima vista l’aspetto ondulatorio è meno evidente (le onde usate per la trasmissione radiofonica e televisiva,  le "microonde" usate nei forni, le radiazioni infrarossa, ultravioletta, Röntgen, e, non da ultimo, la luce).

Tra i  vari fenomeni legati alle onde, alcuni sono più specificatamente connessi alla trasmissione di informazioni e quindi di dati:  suono, luce, onde televisive o radio appaiono specificatamente come portatori di dati. Ma tanti altri tipi se ne possono trovare e lo vedremo alla fine del nostro percorso.

Per tutti i fenomeni che tratteremo, il nostro approccio cerca di mettere in evidenza gli aspetti comuni a tutti i fenomeni ondulatori. In particolare cercheremo di dare risposta alle seguenti domande:

  • Quali caratteristiche, comportamenti o proprietà sono comuni a tutti i fenomeni che noi tipicamente caratterizziamo come ondulatori ?

  • Come possono le  onde essere descritte in maniera da permetterci di capire le loro caratteristiche e proprietà fondamentali?

Tutte le volte che parliamo di onde esiste una sorgente che le produce ed un ricevitore che le rivela. La distanza spaziale tra i due ci porta a pensare che “qualcosa” che caratterizza il tipo di onda si sia propagato in tale spazio.

Ma cosa è esattamente un’onda?  Einstein and Infield, nel libro  The Evolution of Physics, descrivono un’onda in questo modo:

"The wind passing over a field of grain, sets up a wave which spreads out across the whole field. Here again we must distinguish between the motion of the wave and the motion of separate plants, which undergo only small oscillations…....The essentially new thing here is that for the first time we consider the motion of something which is not matter, but energy propagating through matter."

Questa osservazione mette in evidenza un aspetto fondamentale delle onde meccaniche: un’onda meccanica è una perturbazione che si propaga attraverso un mezzo materiale.  

Il percorso sulla propagazione per onde tratta diversi ambiti (onde meccaniche, elettromagnetiche, onde di materia) evidenziando comportamenti, prima e poi strutture concettuali e matematiche unitarie.

Inizieremo la nostra analisi con le “onde visibili” cioè quelle in cui il propagarsi dell’informazione/perturbazione  dalla sorgente al ricevitore produce delle deformazioni del mezzo che sono visivamente percettibili muoversi (propagatesi) nello spazio: le Onde Meccaniche. In tale ambito sarà studiato in particolare il suono, un particolare tipo di onda meccanica, per passare successivamente alle onde elettromagnetiche.

Per tutti questi tipi di onde metteremo in evidenza, pur nelle differenze delle grandezze fisiche coinvolte le proprietà che li accomunano così da includerli tutti nel grande capitolo dei fenomeni ondulatori.