Macchina di Shive (ondoscopio in una dimensione)

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1 Macchina di Shive (ondoscopio in una dimensione)
L’ondoscopio è uno strumento didattico molto semplice, ma allo stesso tempo molto efficace, che permette di visualizzare le onde meccaniche. È composto di una serie di pendoli bilanciati paralleli tra di loro e collegati attraverso due cavi (molla bifilare). Tenendo l’ondoscopio ben teso e mettendo in oscillazione uno qualsiasi dei pendoli, il moto di questo viene trasmesso ai pendoli adiacenti, che, oscillando a loro volta, trasmettono il moto (quindi, l’energia) a tutti gli altri, in sequenza, dando origine a un’onda. ondivaghiamo.unipv.it

2 Ondoscopio #1: il sistema è composto da pendoli bilanciati, tutti identici tra loro, collegati tramite cavi in nylon, utile per simulare la propagazione in una dimensione all’interno di un mezzo omogeneo Tramite questo sistema di pendoli accoppiati è possibile osservare i fenomeni principali che caratterizzano la propagazione delle onde meccaniche. Si osserva il fatto che l’ampiezza dell’onda impulsiva è legata all’energia dello stimolo che origina l’onda e che la velocità dell’onda dipende dalle caratteristiche del mezzo su cui l’onda si propaga. L’onda subisce un’attenuazione e si riflette alle estremità dello strumento. Facendo oscillare i pendoli con cadenza costante, vengono definiti i parametri dell’onda periodica (ampiezza, periodo, frequenza, lunghezza d’onda) Ondoscopio #2: il sistema è simile per struttura all’ondoscopio #1, ma composto, per metà, da pendoli bilanciati modificati alle estremità, e risulta utile per mostrare la propagazione di un’onda attraverso l’interfaccia tra due mezzi con caratteristiche fisiche (in questo caso meccaniche, ma si comprende bene come ciò valga anche per le onde elettromagnetiche) Il sistema permette di osservare cosa accade a un’onda quando attraversa l’interfaccia tra due mezzi aventi caratteristiche meccaniche differenti. Si nota ancora il fenomeno della riflessione, che, in questo caso, oltre ad avvenire alle estremità dell’ondoscopio, è visibile anche in corrispondenza dell’interfaccia tra i due mezzi. Qui, inoltre, è anche possibile osservare il fenomeno della rifrazione, ovvero della propagazione dell’onda all’interno del secondo mezzo, nonché apprezzare la differente velocità dell’onda nei due mezzi, e infine la differente lunghezza dell’onda. ondivaghiamo.unipv.it

3 Attenuazione: l’onda perde energia
Attenuazione con exp OSSERVIAMO L’ONDA IMPULSIVA… Attenuazione: l’onda perde energia File impulso_attenuato_elementari.wmv

4 Cosa succede se osserviamo un punto?
Come si muove nel tempo? Come descriviamo un’onda periodica? Lunghezza d’onda l Ampiezza xo spazio L’andamento del punto azzurro descrive l’onda nel punto xo in funzione del tempo File Onda_nelTempo

5 Onde su mezzi con caratteristiche diverse
La velocità dell’onda dipende dalle caratteristiche del mezzo in cui l’onda si propaga Ampiezza e fase dell’onda riflessa dipendono dalle caratteristiche dei due mezzi ondivaghiamo.unipv.it