Differenza tra onde stazionarie e progressive

Differenza principale - Onde stazionarie e progressive

L'oscillazione delle particelle in un'onda contiene un po 'di energia. A seconda di cosa succede all'energia in un'onda, possiamo classificare le onde in onde stazionarie (onde stazionarie) e onde progressive (onde che viaggiano). Il differenza principale tra onde stazionarie e progressive è quello le onde progressive trasferiscono energia da un luogo all'altro mentre le onde stazionarie non trasferiscono energia da un luogo all'altro.

Cosa sono le onde progressive (Traveling Waves)

Le onde progressive trasferiscono energia da un luogo a un altro, senza trasferire la materia. Nelle onde meccaniche progressive, una molecola oscillante trasferisce parte della sua energia alla molecola successiva e quindi, anche questa molecola inizia ad oscillare. Questa molecola ora trasferisce energia alla molecola successiva, ... e così via l'energia viene trasferita lungo l'onda. Nel caso delle onde elettromagnetiche, i cambiamenti nei campi elettrici e magnetici portano l'energia dell'onda.

Il la luce che viene dal Sole è un esempio di un'onda progressiva. Le oscillazioni nei campi elettrici e magnetici portano energia dal Sole alla Terra. In un'onda progressiva, due punti vicini non sono mai in fase l'uno con l'altro. Supponiamo che un punto A lungo l'onda sia in una fase specifica. Se A ha un punto B vicino e se l'onda si sta propagando nella direzione da A a B, allora il punto B acquisisce la fase di A un momento dopo A. Mentre questo sta accadendo, A sta cambiando anche la sua fase, quindi A e B non saranno mai in fase l'uno con l'altro. Di conseguenza, se A acquisisce la sua "ampiezza" (cioè lo spostamento massimo dall'equilibrio) in un dato momento, B acquisisce suo ampiezza un momento dopo, ma a questo punto A non è più al valore di ampiezza.

Cosa sono le onde stazionarie (onde stazionarie)

Le onde stazionarie non trasferiscono energia da un luogo all'altro. Invece, "immagazzinano" la loro energia in un unico posto. Le onde stazionarie si formano quando due onde progressive con la stessa frequenza e ampiezze simili, che viaggiano in direzioni opposte, interferiscono l'una con l'altra. Se guardi un'onda stazionaria, sembrerebbe fatta di "anelli". I "mezzi" di questi anelli sono chiamati antinodi e vengono chiamati i "bordi" di questi anelli nodi, come mostrato di seguito:

Onde stazionarie: nodi e antinodi

I nodi si formano nei punti in cui le due onde progressive interferiscono controfase. Gli antinodi si formano in punti in cui le due onde progressive interferiscono in fase. Si noti che questo tipo di modello stabile si forma solo a frequenze specifiche, chiamate frequenze armoniche. Ad altre frequenze, la relazione di fase tra le due onde progressive in qualsiasi punto non è costante, quindi non sarete in grado di vedere un modello chiaro e stabile. Questo video seguente offre una grande dimostrazione, mostrando come si forma un'onda stazionaria su una corda vibrante.

Nelle onde stazionarie, ogni punto "all'interno di un loop" (cioè tra due nodi successivi) è in fase. Ciò significa che tutte le oscillazioni raggiungono l'ampiezza simultaneamente. Tuttavia, non due punti vicini lungo un'onda stazionaria hanno la stessa ampiezza. Un punto su un antinodo ha l'ampiezza massima mentre un punto su un nodo ha un'ampiezza di 0. I punti in due "anelli adiacenti" in un'onda stazionaria sono in contrasto l'uno con l'altro. La distanza tra due nodi successivi (o due antinodi successivi) in un'onda stazionaria è uguale a metà della lunghezza d'onda.

Onde prodotte dalle corde della chitarra sono onde stazionarie. Quando pizzichi una corda, crei un'onda progressiva che viaggia lungo la corda e si riflette alla fine della corda. L'onda originale interferisce con l'onda riflessa e forma un'onda stazionaria. Flauti e altri strumenti a fiato producono anche onde stazionarie. Queste onde stazionarie sono prodotte dall'oscillazione delle molecole d'aria nelle colonne d'aria in quegli strumenti.

Differenza tra onde stazionarie e progressive

Trasferimento di energia

Onde progressive trasferire energia da un luogo a un altro, senza trasferire la materia.

Onde stazionarie non trasferire energia da un luogo all'altro.

Relazione di fase tra punti vicini

Nel onde progressive, due punti vicini non sono nella stessa fase.

Nel onde stazionarie, tutti i punti tra due nodi successivi sono nella stessa fase.

Ampiezza

Nel onde progressive, ogni punto raggiunge la stessa ampiezza.

Nel onde stazionarie, punti diversi raggiungono diverse ampiezze.

Cortesia dell'immagine

"Onda stazionaria con nodo e antinodo mostrati ..." di Vegar Ottesen (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons