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Presentazione Einstein

aur maddaloni

Created on March 19, 2024

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le onde, il suono e la luce

Martyna Esposito, Vincenzo Iasevoli, Aurora Maddaloni, Federica Rea

le onde

Un’onda è una perturbazione che si propaga trasportando energia e non materia. Le onde possono essere: 1. Meccaniche: hanno bisogno di materia per propagarsi, ad esempio le onde del mare. 2. Elettromagnetiche: si propagano nel vuoto, ad esempio le radiazioni. E si dividono in: 1. Trasversale: quando gli elementi del mezzo materiale si spostano perpendicolarmente rispetto alla direzione lungo cui si propaga l’onda. Un esempio può essere una corda. 2. Longitudinale: quando a differenza dell’onda traversale, si spostano nella stessa direzione dell’onda. Un esempio può essere il suono.

il fronte d’onda è un insieme di punti in cui le grandezze che variano al passaggio dell’onda hanno lo stesso valore in ogni istante. Le rette perpendicolari ai fronti d’onda sono dette raggi e indicano la direzione lungo cui si propaga l’onda.

Un'onda periodica è un'onda la cui sorgente compie un moto periodico il cui profilo si ripete identico a distanze regolari. Le onde periodiche hanno diverse grandezze: (Ambda) : la lunghezza d'onda è la minima distanza dopo la quale il profilo di un'onda periodica torna a riprodursi identico a se stesso. (Ampiezza, A) : è la differenza tra il valore massimo della grandezza oscillante y e il suo valore x=0 ( di equilibrio) (periodo, P) : il tempo che un determinato punto P ci mette a fare un oscillazione (Frequenza, F) : è il numero di oscillazioni in un secondi in hertz (1/s)

(Intensità, I) : distingue un suono forte da uno debole, la formula è I= energia fratto area per intervallo di tempo delta . ( altezza, H) : l'altezza distingue un suono più acuto da uno più grave e dipende dalla frequenza dell'onda. Più la frequenza è grande più il suono è alto.

L'intensità

L'intensità acustica o sonora è una grandezza fisica definita come il rapporto tra la potenza di un'onda sonora e l'area della superficie che da essa viene attraversata; oppure come l'energia che nell'unità di tempo attraversa l'unità di superficie posta in un punto perpendicolarmente alla direzione di propagazione del suono.Vista l'ampia escursione delle intensità acustiche dei suoni udibili, si utilizza convenzionalmente una scala logaritmica (che possiede come punto di riferimento il valore della soglia dell'udibilità) definita livello di intensità acustica (Intensity level, IL), o livello sonoro, spesso misurata in decibel:

EFFETTO DOPPLEr

L'effetto Doppler è un fenomeno fisico che consiste nel cambiamento apparente, rispetto al valore originario, della frequenza o della lunghezza d'onda percepita da un osservatore raggiunto da un'onda emessa da una sorgente che si trovi in movimento rispetto all'osservatore stesso.[1] Se la sorgente e l'osservatore si muovono entrambi rispetto al mezzo di propagazione delle onde, l'effetto Doppler totale è derivato dalla combinazione dei due movimenti. Perciò ognuno di essi è analizzato separatamente.

Dove T è il periodo t è il tempo in un punto qualsiasi A è l’ampiezza dell’onda èla pulsazione del moto armonico La fase iniziale, ovvero il della fase all’istante t=0 viene posta per convenzione uguale a 0;

ONDE ARMONICHE

Abbiamo un’onda armonica quando un corpo viene fatto oscillare di modo armonico Allora la funzione d’onda armonica, ovvero la funzione d’onda generica sarà:

Quando due o più onde nello stesso mezzo generando una perturbazione pari alla somma delle 2 perturbazioni. Puo essere: - Costruttiva - Distruttiva In un punto 2 onde possono essere - in fase e dare interferenza costruttiva, - In opposizione di fase e dare un interferenza distruttiva

sovrapposizione

diffrazione

Si ha una diffrazione quando un onda, incontrando un ostacolo o un foro, incurva i suoi fronti d’ombra. Al restringersi della fenditura i fronti d’onda si incurvano sempre di più fino a diventare circolari quando la larghezza delle fenditure ha n valore circa uguali alla lunghezza d’onda; Se l’ostacolo è piccolo rispetto alla lunghezza d’onda, l’onda lo aggira, se è troppo grande si crea una zona d’ombra

Modello crepuscolare di newton: la luce è una particella perché abbiamo delle zone di ombra quando degli ostacoli la bloccano Modello ondulatori di Huygens : la luca è un onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto e ha come grandezze variabili in funzione del tempo e della posizione il campo elettrico e magnetico

CREPUSCOLI E ONDE

YOUNG

L’interferometro di young è uno schermo con due fessure parallele che interrompono il cammino di un onda. Se la larghezza delle fenditure è circa la lunghezza d’onda, le onde compiono interferenza Viene utilizzato per calcolare la lunghezza d’onda di un onda luminosa monocromatica

Tra gli strumenti elettronici moderni, il radar è sicuramente uno di quelli che ha avuto il maggiore impatto sul nostro modo di vivere, pur essendo ancora poco conosciuto.

i radar

Nella nostra vita, il RADAR (RAdio Detection And Ranging) è sicuramente uno tra i più diffusi e tra i meno conosciuti. Associamo i radar: - controllo del traffico aereo e navale, - gli autovelox, che determinano la velocità con cui ci muoviamo con le nostre automobili; - i radar meteorologici, che indicano le zone in cui sono in corso piogge o temporali. - gli apparati montati sulle nostre auto che ci aiutano nei parcheggi e che rilevano gli ostacoli davanti a noi anche in caso di nebbia. È grazie ad un radar che oggi sappiamo esattamente quanto la Terra disti dalla Luna: trasmettendo un impulso laser dalla Terra su uno specchio posato sulla Luna dagli astronauti dell’Apollo 11, è stato possibile calcolare con estrema precisione questa distanza. E ancora grazie al radar sappiamo che la Luna si allontana dalla Terra 38 mm l’anno.

COME SONO NATI I RADAR?

Un primo antenato di radar fu brevettato nel 1904 dall’ingegnere tedesco Christian Hülsmeyer. Anche Guglielmo Marconi lavorò successivamente al suo sviluppo. Il primo radar moderno però realmente affidabile fu brevettato nel 1935 da Sir Robert Alexander Watson-Watt, in Gran Bretagna. Benché utilizzato inizialmente per scopi di ricerca sull’atmosfera, trovò immediatamente applicazioni militari durante la Seconda guerra mondiale. I primi RADAR infatti furono utilizzati dagli inglesi per costruire sulle proprie coste una rete di stazioni per rilevare gli attacchi aerei tedeschi.

come FUNZIONA il radar?

Il principio di funzionamento del RADAR è piuttosto semplice. E’ un trasmettitore-ricevitore di onde elettromagnetiche e si basa sul calcolo della distanza percorsa da un impulso radio (da cui il nome RADAR). L’impulso emesso dal radar si sposta nello spazio con una certa velocità. Quando incontra un oggetto sul suo cammino viene riflesso e torna, in parte, al radar. La misura del tempo intercorso fra l’emissione e la ricezione dell’impulso permette di calcolare la distanza tra radar e oggetto.

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IL SONA R UTILIZZA LE ONDE SONORE.

IL SONAR

Uno strumento che utilizza tecniche simili al RADAR è il SONAR (SOund Navigation And Ranging), che trasmette e riceve impulsi sonori ed è principalmente utilizzato sui sommergibili. In particolare il SONAR permette alle navi di misurare la profondità del mare, evitando di incagliarsi sul fondo, e ai pescatori di vedere i banchi di pesci. I geologi lo usano per disegnare mappe dettagliate dei fondali marini. Con il SONAR è stato scoperto, vicino le isole Eolie, il Marsili, il vulcano sommerso più esteso d’Europa. La tecnica SONAR è utilizzata anche da alcuni animali (biosonar): i pipistrelli la utilizzano per muoversi nel buio e per localizzare le prede come fanno pure delfini, capidogli e orche.

LIDAR

Sui principi di funzionamento del radar si basa anche il LIDAR (LIgth Detection And Ranging) utilizzando la luce al posto delle onde radio. Viene utilizzato principalmente per scopi geofisici, come il monitoraggio della composizione chimica dell’atmosfera o dello strato di ozono o per effettuare rapidamente rilievi topografici.

IL SAR

Altri tipi di radar (detti ad apertura sintetica, SAR) consentono di ottenere immagini ad alta risoluzione da grande distanza, ad esempio dallo spazio. Permettono di disegnare mappe accurate del suolo, utili a studiare le faglie e la subsidenza del suolo o per studiare la caratteristiche del ghiaccio e della neve, e per valutare i loro cambiamenti nel tempo.

IL RADAR ALL'INGV

L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia fa grande uso di questo tipo di strumenti in molti campi di ricerca. In particolare l’utilizzo di uno di questi, il radar RES (Radio Echo Sounding) ha consentito di indagare le calotte glaciali Antartiche. Trasmettendo un impulso radio dalla superficie del ghiaccio fino al fondo roccioso, è stato possibile rilevare il massimo spessore di ghiaccio di quel continente, che è risultato essere 4,7 km. Sempre con la stessa tecnica, è stato possibile scoprire la posizione di alcuni laghi subglaciali, veri e propri laghi sepolti sotto qualche chilometro di ghiaccio