Onda longitudinale

Si ha un'onda longitudinale, in un solido elastico, quando le particelle del mezzo in cui si propaga l'onda oscillano lungo la direzione di propagazione. Si parla anche di onde longitudinali nel caso delle onde di pressione in un gas, in quanto il gradiente di pressione che si determina al passaggio dell'onda è parallelo alla direzione di propagazione.

Onda longitudinale piana (onda di pressione)

Rappresentazione della propagazione di un'onda longitudinale su una griglia bidimensionale)

Onde meccaniche

Sono onde longitudinali le onde sonore e le onde sismiche di tipo P (causate da terremoti o esplosioni)

Onde sonore

Per le onde sonore armoniche, la frequenza e la lunghezza d'onda possono essere messe in relazione con la formula

$y(x,t)=y_{0}\sin {\Bigg (}\omega \left(t-{\frac {x}{c}}\right){\Bigg )}$

dove:

• y è lo spostamento di un punto lungo l'onda sonora;
• x è la distanza del punto dalla sorgente dell'onda;
• t è il tempo trascorso;
• y₀ è l'ampiezza delle oscillazioni,
• c è la velocità dell'onda;
• ω è una costante proporzionale alla frequenza dell'onda.

La quantità x/c è il tempo necessario all'onda per percorrere la distanza x.

La frequenza f, in hertz, dell'onda è data da:

$f={\frac {\omega }{2\pi }}.$

Per le onde sonore, l'ampiezza dell'onda è la differenza tra la pressione del mezzo non perturbato e la pressione massima causata dall'onda.

La velocità di propagazione delle onde sonore dipende dalla temperatura e pressione del mezzo attraverso il quale si propagano.

Video di un'onda longitudinale

Onde di pressione

In un mezzo elastico, un'onda armonica di pressione ha la forma

$y(x,t)\,=y_{0}\cos(kx-\omega t+\varphi )$

dove:

• y₀ è l'ampiezza dello spostamento,
• k è il numero d'onda,
• x è la distanza dello spostamento lungo l'asse di propagazione,
• ω è la frequenza (moltiplicata per $2\pi$),
• t è il tempo,
• φ è la differenza di fase.

Bibliografia

• Varadan, V. K., and Vasundara V. Varadan, "Elastic wave scattering and propagation". Attenuation due to scattering of ultrasonic compressional waves in granular media - A.J. Devaney, H. Levine, and T. Plona. Ann Arbor, Mich., Ann Arbor Science, 1982.
• Schaaf, John van der, Jaap C. Schouten, and Cor M. van den Bleek, "Experimental Observation of Pressure Waves in Gas-Solids Fluidized Beds". American Institute of Chemical Engineers. New York, N.Y., 1997.
• Krishan, S, and A A Selim, "Generation of transverse waves by non-linear wave-wave interaction". Department of Physics, University of Alberta, Edmonton, Canada.
• Barrow, W. L., "Transmission of electromagnetic waves in hollow tubes of metal", Proc. IRE, vol. 24, pp. 1298-1398, October 1936.
• Russell, Dan, "Longitudinal and Transverse Wave Motion". Acoustics Animations, Kettering University Applied Physics.
• Longitudinal Waves, with animations "The Physics Classroom"

Voci correlate

• Onda trasversale

Altri progetti

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su onda longitudinale

Collegamenti esterni

• An interactive simulation of longitudinal travelling wave, su phy.hk.
• Wave types explained using high speed film and animations, su acoustics.salford.ac.uk. URL consultato il 31 agosto 2009 (archiviato dall'url originale il 29 novembre 2016).

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