Il comportamento delle onde può essere descritto secondo modelli generali (meccanica ondulatoria) che permettono di interpretare fenomeni come la riflessione, la rifrazione, la diffrazione e l’interferenza.
Per semplicità si può descrivere l’onda mediante un diagramma a raggi dove il raggio rappresenta la direzione di propagazione.
Riflessione – Il fenomeno in base al quale le onde sono respinte quando incidono su una superficie che non possono attraversare. L’angolo di incidenza è l’angolo formato dalla direzione di un’onda (il raggio) con la retta perpendicolare alla superficie da essa colpita; l’angolo di riflessione è l’angolo fra la perpendicolare alla superficie di incidenza e la direzione con cui l’onda rimbalza (il raggio). Secondo le leggi della riflessione l’angolo di incidenza e quello di riflessione sono uguali e il raggio incidente, quello riflesso e la normale alla superficie incidente si trovano sullo stesso piano.
Rifrazione – Il fenomeno che si ha quando un’onda passa da un mezzo materiale a un altro, con densità diversa, per cui la sua velocità e la sua direzione di propagazione subiscono delle variazioni. Se v1 è la velocità nel primo mezzo e v2 quella nel secondo, il rapporto fra v1 e v2 è detto indice di rifrazione relativo del secondo mezzo rispetto al primo. Se il primo mezzo è il vuoto, l’indice di rifrazione si dice assoluto ed è il rapporto fra la velocità dell’onda nel vuoto e la velocità dell’onda nel mezzo considerato.
Diffrazione – Propagazione per onde che si verifica quando queste incontrano ostacoli oppure diaframmi che ne limitano l’estensione. Essendo relativa a tutte le onde, si può avere diffusione della luce, del suono, dei raggi X ecc. Particolari sono i fenomeni di diffusione della luce da parte di un diaframma circolare; la luce monocromatica prodotta da una sorgente puntiforme, che attraversa un piccolo foro rotondo, non produce sullo schermo una zona d’ombra definita e netta, ma una figura di diffusione formata da un disco luminoso centrale e da una serie di anelli concentrici chiari e scuri.
Interferenza – Fenomeno dovuto alla sovrapposizione di due o più onde dello stesso tipo (onde elastiche, elettromagnetiche, acustiche, ultracustiche, particelle di materia) e di uguale frequenza. Tale fenomeno modifica l’intensità dell’onda risultante che può diminuire (interferenza distruttiva) o aumentare (interferenza costruttiva).
Consideriamo due sinusoidi aventi la stessa frequenza; se esse si sommano in concordanza di fase (cioè con i massimi e i minimi coincidenti temporalmente) l’intensità risultante sarà massima; se però sono leggermente sfasate, la somma dipenderà da questo sfasamento, potendosi anche annullare nel caso di due onde con eguale intensità che si sommano in opposizione di fase, cioè con il minimo dell’una corrispondente con il massimo dell’altra.
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