Onde longitudinali e onde trasversali

Onde trasversali

Le onde trasversali sono caratterizzate dal fatto che la direzione di propagazione dell'onda è perpendicolare al campo che le genera. L'esempio più famoso di onda trasversale è la luce stessa. In figura 3 possiamo vedere una rappresentazione visiva delle onde elettromagnetiche. Si può notare che l'onda si muove in direzione perpendicolare a quella del campo elettrico (\(\vec{E}\)) e del campo magnetico (\(\vec{B}\)) che la compongono.

Fig. 3 - Le onde elettromagnetiche sono un esempio di onda trasversale.

Nel caso delle onde trasversali, la loro lunghezza d'onda determina la loro energia. Nella radiazione luminosa, la lunghezza d'onda (che è inversamente correlata alla frequenza) ha a che fare con il colore. Ad esempio, esiste solo una certa quantità di lunghezza d'onda della luce che possiamo vedere, questo parte dello spettro elettromagnetico viene spesso chiamato "visibile". Le lunghezze d'onda maggiori corrispondono alle radiazioni radio, come quelle che utilizziamo per le radio, mentre le lunghezze d'onda minori corrispondo ai raggi X che si usano in medicina.

Fig. 4 - Lo spettro elettromagnetico.

Onde longitudinali

Le onde longitudinali, invece, sono caratterizzate dal fatto che lo spostamento che generano è nella stessa direzione del loro movimento. Possiamo pensare al movimento di una molla che è stata tesa e rilasciata. L'aspetto fondamentale in questo caso è che la direzione è molto più limitata e che il movimento genera cambiamenti nella densità (a patto che ci sia un mezzo materiale), poiché alcune regioni vengono compresse o distese.In figura 5 possiamo osservare come si propaga un'onda longitudinale.

Fig. 5 - Propagazione di un'onda longitudinale

Onde longitudinali e onde trasversali: esempi

Per concludere, analizzeremo alcuni dei più importanti esempi di onde trasversali e longitudinali e le loro proprietà.Come abbiamo visto, le onde sonore e luminose sono ottimi esempi di onde longitudinali e trasversali, rispettivamente.Vediamo un esempio più pratico: i terremoti sono essenzialmente perturbazioni generate negli strati interni della terra che si propagano fino a raggiungere la superficie. Le onde che si generano sono particolari in quanto, propagandosi in alcuni mezzi solidi, gli spostamenti che provocano possono essere permanenti.Si distinguono:

• Onde primarie/P, che sono onde longitudinali che viaggiano approssimativamente alla velocità del suono e possono muoversi attraverso qualsiasi materiale, solido o liquido.

• Onde secondarie/S, che sono onde trasversali che viaggiano a circa il 60% della velocità del suono e possono muoversi solo attraverso materiali solidi.

Altri esempi di onde trasversali sono le vibrazioni di una corda di chitarra o quelle generate da una corda normale mentre una delle sue estremità viene tirata su e giù. Esempi di onde longitudinali sono le onde di uno tsunami, che hanno una componente trasversale ma spostano principalmente l'acqua nella direzione del loro movimento. Un altro esempio è rappresentato dagli ultrasuoni utilizzate, ad esempio, nelle ecografie, in cui si possono osservare sia componenti trasversali che longitudinali.