Velocità, frequenza e lunghezza d’onda — Educazione fisica, 14–17 anni
Le onde trasferiscono energia e informazione senza trasportare con sé la materia nel suo insieme. Tre grandezze descrivono il loro schema ripetuto: velocità, frequenza e lunghezza d’onda.
L’idea
Un’onda è una perturbazione ripetuta che si propaga. La frequenza è il numero di onde complete che passano per un punto ogni secondo; la lunghezza d’onda è la distanza tra due punti corrispondenti consecutivi. La relazione è velocità = frequenza × lunghezza d’onda, v = fλ.
Perché è importante
Serviva un modo per confrontare increspature, suono e luce, anche se queste onde sembrano molto diverse. La relazione v = fλ spiega perché, nello stesso mezzo, una frequenza maggiore significa una lunghezza d’onda minore: nella stessa distanza entrano più cicli.
Un esempio calcolato
Un’onda sonora viaggia nell’aria a 340 m/s e ha una frequenza di 680 Hz. Partiamo da v = fλ e ricaviamo λ = v/f. Sostituendo i valori: λ = 340 ÷ 680 = 0,50 m. Ogni ciclo dell’onda è quindi lungo mezzo metro.
L’errore comune
È comprensibile pensare che un suono più forte abbia una frequenza maggiore. Il volume dipende soprattutto dall’ampiezza, cioè dalla grandezza della vibrazione; la frequenza determina l’altezza del suono. Sembrano collegate perché una vibrazione forte si nota di più, ma misurano cose diverse.
Fuori dalla scuola
Le stazioni radio usano frequenze diverse per separare i segnali. I medici usano le onde ultrasonore per ottenere immagini dell’interno del corpo e i musicisti scelgono note con frequenze precise. In ogni caso, velocità, frequenza e lunghezza d’onda descrivono ciò che viene inviato e rilevato.
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