In questo articolo discuteremo in modo approfondito la differenziazione tra onde trasversali e onde longitudinali con una spiegazione dettagliata.
A seconda della propagazione delle onde con i moti vibrazionali della particella, le onde si differenziano in due; le onde longitudinali e le onde trasversali.
| Onda trasversale | Onda longitudinale |
| L'onda ha cresta e valle | L'onda ha compressione e rarefazione |
| La propagazione di un'onda è parallela alla direzione del movimento delle molecole vibranti | La propagazione dell'onda è perpendicolare alla direzione del movimento delle molecole vibranti |
| Un'onda trasversale non può viaggiare attraverso il fluido e si propaga dai mezzi solidi e sulle superfici liquide | Le onde longitudinali possono viaggiare attraverso qualsiasi mezzo, sia esso solido, liquido o gassoso |
| La propagazione delle onde trasversali dipende dallo spostamento delle molecole vibranti insieme alla distanza | La propagazione dell'onda longitudinale dipende dalla densità del mezzo |
| Il grafico per l'onda trasversale sarà il grafico dello spostamento in funzione della distanza | Il grafico per l'onda longitudinale sarà il grafico della densità in funzione della distanza |
| La densità e la pressione non variano in questo caso | La pressione e la densità delle onde sono massime nella regione di compressione e variano periodicamente |
| Esempi di onde trasversali sono le increspature dell'acqua, la luce solare, le onde elettromagnetiche, la vibrazione delle corde, le onde oceaniche, ecc. | Esempi di onde longitudinali sono onde sonore, tamburi, tuoni, terremoti, tsunami, onde ultrasoniche, ecc. |
| Sono anche chiamate onde di taglio o onde S | Sono anche chiamate onde di pressione, onde di compressione, onde primarie o onde p |
| La frequenza e la lunghezza d'onda sono costanti durante tutta la propagazione di un'onda | La frequenza dell'onda è massima nella regione di compressione |
| Quest'onda agisce in due dimensioni, la propagazione dell'onda su un asse e il movimento delle particelle su un altro | Queste onde agiscono solo in una dimensione poiché la direzione dell'onda e il movimento della particella sono sullo stesso piano |
| Un'onda trasversale può essere polarizzata | Le onde longitudinali non possono essere polarizzate |
Cos'è l'onda trasversale?
Un'onda trasversale penetra in una direzione di 90 gradi con il percorso dovuto alle oscillazioni delle particelle.
Le onde trasversali si formano a causa della vibrazione delle particelle. Se il movimento delle particelle che vibrano è nell'asse y, l'onda si propagherà nell'asse x.
Le onde trasversali sono anche chiamate onde di taglio poiché queste onde possono portare alla deformazione dell'oggetto su cui vengono attraversate queste onde. Sono sostenuti per la distanza più breve e non sono in grado di penetrare da mezzi fluidi sebbene viaggino sui liquidi. Possono viaggiare solo dallo stato solido.
Per saperne di più su 4+ Esempi di rifrazione delle onde: informazioni dettagliate e fatti.
Cos'è un'onda longitudinale?
Il moto delle onde longitudinali è lungo il percorso percorso dalle particelle vibranti.
L'energia delle molecole vibranti viene trasmessa alle molecole successive nel percorso, e quindi l'onda si propaga insieme ad essa.
I le onde longitudinali possono viaggiare attraverso qualsiasi mezzo e quindi viaggia a una distanza maggiore. A differenza dell'onda trasversale, l'onda longitudinale è costituita da regioni di compressione e rarefazione anziché rispettivamente di depressione e cresta. La densità delle onde è più alta alla compressione rispetto a quella della rarefazione.
Differenza tra frequenza e lunghezza d'onda di un'onda trasversale e di un'onda longitudinale
La lunghezza d'onda di un'onda trasversale è una lunghezza tra due creste o depressioni successive ed è coerente con il tempo durante la propagazione. L'ampiezza dell'onda può diminuire al momento della scomparsa, ma la lunghezza d'onda è costante. La frequenza dell'onda trasversale rimane costante durante la propagazione dell'onda.
La frequenza dell'onda longitudinale è più alta nella regione di compressione rispetto a quella di rarefazione. La densità dell'onda è minore nella regione di rarefazione e quindi la pressione è la minima, mentre la pressione è maggiore dove la densità delle onde è maggiore. A causa della differenza di pressione viene generato calore, quindi sono richieste condizioni di temperatura costanti, essenziali per la propagazione delle onde a una distanza maggiore.
Per saperne di più su Effetto della rifrazione sulla frequenza: come, perché no, fatti dettagliati.
Cosa sono le onde sismiche?
Le onde sismiche sono di due tipi, onde s e onde p. L'onda s è un'onda trasversale e l'onda p è un'onda longitudinale.
Le onde sismiche sono generate a causa delle attività tettoniche a placche come un'eruzione di magma, il movimento delle placche che causa placche convergenti o divergenti, terremoti, frane, esplosivi, ecc.
Queste sono onde a bassa frequenza che per lo più non sono nemmeno percepite dagli esseri umani. I sismometri vengono utilizzati per tracciare l'onda per ricevere avvisi di attività sotto la crosta terrestre. Bene, un'onda p chiamata onda primaria è la prima a tracciare nel sismometro che è un'onda longitudinale. Quando il magma fuso sale verso l'alto, il movimento delle particelle produce onde vibrazionali. TLe onde longitudinali sono in grado di passare qualsiasi mezzo, attraversando così l'astenosfera, e sono tracciati su sismometri che danno l'allarme probatorio di attività vulcanica prima che il mito colpisse la crosta superficiale.
Considerando che le onde di taglio non sono in grado di penetrare nell'astenosfera allo stato liquido che è ricca di magma fuso tetraidrato. Incapace di attraversarlo, l'onda s chiamata anche onde secondarie può viaggiare solo attraverso le rocce solide. Dà un'idea solo delle attività che accadono sulla crosta terrestre.
Per saperne di più su Effetto della rifrazione sulla lunghezza d'onda: come, perché, fatti dettagliati.
Direzione di propagazione delle onde trasversali e delle onde longitudinali
Se l'oscillazione delle particelle è sull'asse y, l'onda trasversale si propagherà sull'asse x. l'onda trasversale viaggia sempre ad un angolo di 90 gradi rispetto al movimento delle particelle vibranti.
Se l'oscillazione della particella è nell'asse x, l'onda longitudinale viaggerà sull'asse x. L'onda longitudinale viaggia su un piano formando un angolo di 180 gradi rispetto alla direzione del movimento delle molecole vibranti.
Polarizzazione dell'onda trasversale e longitudinale
La polarizzazione è un metodo per evitare le vibrazioni di un'onda limitandola a una direzione di propagazione.
La sorgente si dice polarizzata se le vibrazioni della sorgente incidente sono confinate solo in una direzione sulla polarizzazione.
Le onde trasversali quando passano da una fenditura verticale e da una fenditura orizzontale, le onde attraverseranno non polarizzate dalla prima fenditura e procedendo verso la fenditura orizzontale; nessuna vibrazione della particella passerà dando zero ampiezza di un'onda. Quindi, le onde trasversali possono essere polarizzate.
Immagine di credito: Pixabay
Quando le onde longitudinali vengono fatte incidente sulle fenditure con la stessa posizione al posto delle onde trasversali, l'onda attraversa entrambe le fenditure senza polarizzarsi.
Per saperne di più su Polarizzazione perpendicolare: diverse entità e fatti.
Grafico di un'onda trasversale e di un'onda longitudinale
Il grafico dell'onda trasversale può essere tracciato come spostamento dell'onda dovuto al modello vibrazionale delle particelle rispetto alla distanza percorsa dall'onda.
Il grafico mostra le variazioni dell'onda insieme alla distanza. L'onda trasversale può anche essere tracciata in un grafico dello spostamento v/s tempo per mostrare lo spostamento dell'onda nel tempo.
Poiché la densità delle onde varia nelle onde longitudinali, le variazioni della densità dovute alla compressione e alla rarefazione dell'onda vengono osservate tracciando un grafico della densità v/s distanza come mostrato di seguito per le onde longitudinali.
Il grafico sopra mostra le variazioni nella densità delle onde dovute alla compressione e alla rarefazione dell'onda insieme alla distanza.
Domande frequenti
Q1. Un filo di ottone di lunghezza 100 cm viene pizzicato applicando una tensione della corda di 250N. La massa della corda è di 0.25 grammi. Calcola la velocità dell'onda trasversale generata sul filo.
Dato: m=1.25 grammi
T=250N
L=100 cm=1 m
La massa per unità di lunghezza è m/l=1.25/1=1.25 grammi
La velocità dell'onda trasversale è data dall'equazione
v=√T/m
v=√(250N/1.25g)
v=200 m/s
La velocità dell'onda trasversale è di 200 m/s.
Qual è la lunghezza d'onda dell'onda trasversale?
Un'onda è composta da cresta e depressione.
I lunghezza d'onda dell'onda trasversale è lo spostamento della particella per completare un'oscillazione. In un grafico, è la lunghezza del percorso tra creste o depressioni.
Cosa sono la compressione e la rarefazione?
La compressione e la rarefazione di un'onda si formano a causa della differenza di pressione sperimentata nella propagazione dell'onda.
Ciò è dovuto al fatto che la densità delle onde nella regione di compressione è maggiore dove la pressione percepita è maggiore rispetto alla regione di rarefazione.
Se la propagazione dell'onda trasversale è nella direzione y, in quale direzione si muovono le particelle?
La propagazione dell'onda forma un angolo di 90 gradi con il percorso tracciato dalle particelle vibranti.
Quindi, il movimento della particella deve essere nel piano yz, poiché entrambi i piani sono perpendicolari all'asse x-direzionale.
Quali onde vengono prodotte durante uno tsunami?
Le onde longitudinali e trasversali sono prodotte a causa dello tsunami.
Le onde trasversali sono generate nel fondo oceanico a causa delle onde secondarie prodotte dal fondo oceanico. Queste onde trasversali vengono quindi convertite in onde longitudinali mentre si avvicinano alla riva del mare.
Perché le onde trasversali possono propagarsi solo da mezzi solidi e non da mezzi gassosi?
Un'onda trasversale si propaga attraverso i solidi e sulla superficie dei liquidi.
Un'onda trasversale si genera attraverso la deformazione del solido in quanto il solido ha un modulo di taglio e quindi subiscono sollecitazioni, liquidi o gas non la possiedono in quanto non hanno una forma definita.
Leggi anche:
- Come funziona un sensore a microonde
- Come calcolare l'energia delle onde sismiche
- Tipi di onde elettromagnetiche
- Qual è la velocità di un'onda trasversale
- Come vengono prodotte le onde luminose
- Come misurare l'energia in un rilevatore di onde gravitazionali
- L'ampiezza dell'onda cambia
- Le onde trasversali sono meccaniche
- Equazioni delle onde sonore
- Esempio di interferenza distruttiva dell'onda
Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.