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P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.1 LE ONDE Fenomeni ondulatori Periodo e frequenza Lunghezza.

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1 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.1 LE ONDE Fenomeni ondulatori Periodo e frequenza Lunghezza d’onda e velocità Legge di propagazione Energia trasportata Onde meccaniche: il suono Onde elettromagnetiche Velocità della luce Spettro elettromagnetico Energia dell’onda elettromagnetica

2 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.2 Fenomeni ondulatori mare suono corda che vibra molla Oscillazioni meccaniche Oscillazioni elettromagnetiche

3 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.3 Onde trasversali e longitudinali longitudinali vibrazione propagazione esempio : onda di percussione in un solido trasversali vibrazione propagazione esempio : onda lungo una corda

4 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.4 Periodo e frequenza Fenomeno periodico: f(t) = f(t+T) ritorna alla stessa configurazione dopo uno stesso intervallo di tempo Periodo T = minimo intervallo di tempo dopo il quale il fenomeno ritorna alla stessa configurazione = durata di una oscillazione (unita’ di misura: secondo). f(t) = A sen(2  t/T) = A sen[(2  /T) t] = A sen(  t) pulsazione  = 2  /T = 2  = 1/T Hz=1/s frequenza = n.oscillazioni/sec Se 1 oscillazione dura n secondi, in 1 secondo ci sono 1/n oscillazioni

5 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.5 Ampiezza e energia di un’onda S(t) = A sen(  t +  ) t S(t) +A –A o T  = 2  T = 2  A = ampiezza T = periodo  = frequenza  = fase [ ENERGIA DI UN’ONDA E  A 2

6 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.6 Lunghezza d’onda e frequenza sono direttamente proporzionali: il loro prodotto e’ la velocita’ Legge di propagazione delle onde Ogni onda si propaga con una propria velocita’ costante Moto rettilineo uniforme: x = v t  = v T Lunghezza d’onda = minima distanza dopo la quale il fenomeno riprende la stessa configurazione = distanza percorsa in un periodo (unita’ di misura: metro).  = v T = v/     = v t S(t) t o T A S(0) o o x S(x) x o A S(0)

7 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.7 Oscillazioni smorzate e forzate forze dissipative (attriti)energia dissipata graduale diminuzione dell'ampiezza A t S(t) o SMORZATE energia rifornita al sistema graduale aumento dell'ampiezza A S(t) o t FORZATE

8 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.8 Intensita’ di un’onda Intensità = energia trasportata nell'unità di tempo attraverso l’unita’ di superficie unità di misura : joule watt  s  m 2 = m2m2 r 2r S S L’energia é costante (cons.energia) L’intensità diminuisce con il quadrato della distanza I = E tStS onda sferica: S=4  r 2

9 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.9 Il suono suono : vibrazione meccanica delle particelle di un mezzo materiale (gas, liquido, solido) punto di equilibrio molecola in moto A x(t) spostamenti delle particelle compressioni e dilatazioni fluidi : addensamenti e rarefazioni onda di pressione sono vibrazioni di/tra molecole: serve la materia! nel vuoto il suono non si propaga

10 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.10 Caratteristiche del suono vibrazione meccanica percepibile dal senso dell'udito (orecchio) onda sonora : orecchio umano sensibilità 20 Hz < < Hz infrasuoniultrasuoni v =  v aria = 344 m/s v acqua = 1450 m/s 17.2 m <  < 1.72 cm 72.5 m <  < 7.25 cm { altezza  frequenza timbro  composizione armonica intensità  E/(St) Caratteristiche di un suono:

11 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.11 Onde elettromagnetiche Una carica elettrica in moto emette o assorbe onde elettromagnetiche quando soggetta ad accelerazione Onda elettromagnetica: “vibrazione” del campo elettrico e del campo magnetico in direzione perpendicolare a entrambi Non serve materia: i campi si propagano anche nel vuoto!

12 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.12 Velocita’ della luce Le onde elettromagnetiche si propagano anche nel vuoto secondo la consueta legge: = v La loro velocità nel vuoto è sempre c = m/s (= km/s) E’ la velocità della luce ma anche di tutte le altre onde elettromagnetiche. E’ la massima velocità raggiungibile in natura. Nei mezzi materiali la velocità è c/n (

13 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.13 Spettro elettromagnetico = c= c E = h ONDE RADIO MICRO ONDE INFRA- -ROSSO ULTRA- -VIOLETTO RAGGI X GAMMA –2 10 –4 10 –6 10 –8 10 –10 10 –12 10 –14 (m) (m) (Hz) (Hz) Hz (cm)(mm) (  m) (Å) (fermi) (nm) VISIBILE MeVMeV keVkeV GeVGeV (eV) E (nm) colori

14 P.Montagna set-14 Le onde Fisica Medica – Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie pag.14 Energia dell’onda elettromagnetica Le onde elettromagnetiche trasportano energia sotto forma di “particelle di luce” dette fotoni, emessi o assorbiti in transizioni atomiche o molecolari. L’energia è proporzionale alla frequenza: E = h con h = Js (costante di Planck). Nella luce visibile l’emissione o l’assorbimento dei fotoni determina il colore dei corpi: bianco = emissione di tutte le frequenze visibili nero = assorbimento di tutte le frequenze visibili Luce gialla: = 600 nm  = c/ = ( m/s)/( m) = Hz = Hz  E = h = ( J s)( Hz) = J = 2 eV Es.


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