Come calcolare la lunghezza d’onda

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La maggior parte di noi conosce il significato di onda, almeno intuitivamente parlando. Se lanciamo un sasso nello stagno, dal punto dove esso impatta sull'acqua si formano dei cerchi concentrici che si allontanano dal centro. Queste circonferenze concentriche denominate onde si propagano dall'alto verso il basso, originando una sinusoide caratterizzata da picchi ed avvallamenti. La distanza fra due picchi della sinusoide viene definita lunghezza d'onda. Prima di indicare come calcolare la seguente grandezza, dobbiamo spiegare meglio cos'è un'onda.

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Occorrente

  • Velocità di propagazione
  • Lunghezza d'onda
  • Frequenza
  • Prisma di vetro
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Considerare la direzione di propagazione della vibrazione o il mezzo attraverso cui le onde si propagano

Un'onda si può classificare in due modi ed il primo consiste nel considerare la direzione di propagazione della vibrazione. Qualora la vibrazione avvenga in maniera perpendicolare alla direzione di propagazione, si parla di onde trasversali (come quelle del mare o elettromagnetiche). Se la vibrazione avviene nella stessa direzione della propagazione, si parla di onde longitudinali (come quelle sonore). La seconda classificazione richiede di prendere in considerazione il mezzo attraverso cui le onde si propagano. Quest'ultimo può essere un mezzo fisico (come per le onde marine che si diffondono in un fluido) oppure il vuoto (come per le onde luminose e le onde radio). In ogni caso l'onda viene sempre definita dalla velocità di propagazione (v), dalla lunghezza (lambda) e dalla frequenza (nu).

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Calcolare la velocità di propagazione dell'onda o la sua frequenza e utilizzare un prisma di vetro

La velocità di propagazione dell'onda è uguale al prodotto tra la lunghezza d'onda e la frequenza. Di conseguenza la lunghezza d'onda si trova facendo la divisione fra la velocità di propagazione dell'onda e la frequenza. Supponendo che due onde ("A" e "B") hanno la stessa velocità e la lunghezza d'onda di "A" è doppia rispetto a quella di "B", la frequenza d'onda di "A" è 1/2 di "B". La radiazione luminosa ci appare bianca perché viene determinata dalla sovrapposizione di numerose onde a diversa lunghezza e frequenza, ma con la stessa velocità della luce. Con un prisma di vetro, possiamo scomporre la luce nelle sue varie componenti colorate. Procedendo dal violetto al rosso dello spettro così ottenuto, la lunghezza d'onda aumenta e proporzionalmente si riduce la frequenza. L'arcobaleno è la rappresentazione naturale più sorprendente della scomposizione della luce e di come una semplice equazione fisica conduca a risultati di enorme fascino.

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Conoscere la definizione di lunghezza d'onda e frequenza: le radiazioni elettromagnetiche

La lunghezza d'onda viene indicata in metri e definita come la distanza fra due punti di massimo (picchi) o due punti di minimo (avvallamenti). La frequenza si calcola in Hertz e indica la periodicità di un'onda, cioè quante volte si ripete in un determinato intervallo di tempo. Una frequenza di "2 Hz" vuol dire che l'onda raggiunge due picchi in un secondo. La velocità dell'onda viene rappresentata dai metri che essa percorre in un secondo. Nel caso delle radiazioni elettromagnetiche che si propagano nel vuoto, questa è uguale alla velocità della luce (300.000 Km/s).

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • La lunghezza d'onda è il rapporto tra la velocità e la frequenza.
  • La velocità dell'onda è uguale al prodotto tra la frequenza e la lunghezza dell'onda.
  • Scomporre la luce nelle sue componenti colorate tramite un prisma di vetro.
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