Un qualsiasi evento che modifica localmente lo stato di moto di un mezzo
materiale determina delle interazioni tra le molecole che lo costituiscono.
Si ottiene cosí una vibrazione locale e l'onda che ne deriva
non è altro che la propagazione di tale perturbazione in tutto il resto
dello spazio. Esistono due tipi di onde: le onde meccaniche e le
onde elettromagnetiche; le prime comportano trasporto di energia
meccanica, le seconde di energia elettromagnetica.
Le onde possono essere distinte in onde trasversali, in cui la direzione di
propagazione è ortogonale alla vibrazione, e onde longitudinali, in cui
la propagazione avviene nella stessa direzione della vibrazione.
I parametri caratteristici di un'onda sono: i punti di massimo e di
minimo (i punti in cui la perturbazione raggiunge rispettivamente
il suo valore massimo e il suo valore minimo), la lunghezza d'onda
(la distanza fra due massimi consecutivi), la velocità di
propagazione (la velocità con la quale si sposta un punto di massimo o
di minimo), il periodo (l'intervallo di tempo necessario affinché in un dato punto la perturbazione compia un'oscillazione completa), la
frequenza (il numero di volte in cui, in un determinato punto del
mezzo, la perturbazione raggiunge il suo valore massimo nell'unità di
tempo) e l'ampiezza (il valore che assume la perturbazione in un
punto di massimo).
La riflessione si ha quando il fronte d'onda, incontrando un
ostacolo che ne impedisce l'ulteriore propagazione, viene rimandato indietro.
La rifrazione si ha quando il fronte d'onda attraversa la
superficie che separa due diversi mezzi.
La diffrazione si verifica quando il fronte d'onda incontra una
fenditura praticata in un ostacolo e lo attraversa subendone una deflessione.
L'interferenza si ha quando due onde di uguale frequenza si
sovrappongono; si possono verificare due casi estremi: l'interferenza
costruttiva quando le due onde oscillano in fase tra loro e
l'interferenza distruttiva quando il minimo di una coincide con il
massimo dell'altra.
Il suono è un fenomeno ondulatorio generato dalla propagazione
di onde sonore longitudinali che si muovono in tutte le direzioni dello
spazio.
Le caratteristiche possedute dal suono sono: l'altezza, che dipende
dalla frequenza delle onde; l'intensità, legata all'ampiezza delle onde, e il timbro, che consente di
distinguere due suoni con intensità e altezze uguali.
La velocità di propagazione di un suono dipende dallo stato
fisico della materia attraverso la quale si propaga, e se questo è
gassoso dipende anche dalla temperatura.
Gli ultrasuoni sono suoni che hanno una frequenza tale da non
essere percepibili all'orecchio umano.
L'effetto Doppler è una variazione della frequenza di un suono
quando la sorgente sonora si avvicina o si allontana dal rilevatore.
L'eco è un suono le cui onde sono riflesse da una sorgente
rigida e pressoché liscia.
La luce è un'onda elettromagnetica che, come tutte le onde di questo
tipo, al contrario delle onde meccaniche può propagarsi anche in assenza
di materia. La perturbazione che si propaga è costituita da un campo
elettrico e da un campo magnetico oscillanti. La velocità di
propagazione della luce nel vuoto è pari a circa $3*10^8\, uum//uus$.
Le principali interazioni che hanno luogo quando un'onda luminosa si propaga
in un mezzo materiale sono la riflessione e la rifrazione.
La velocità di propagazione della luce dipende dal mezzo in cui essa si
propaga; è detto indice di rifrazione relativo il rapporto fra
la distanza dalla normale del raggio incidente su una superficie di
separazione fra due mezzi diversi e la distanza, sempre dalla normale, del
raggio rifratto. L'indice di rifrazione assoluto, invece, è
l'indice di rifrazione di una sostanza rispetto al vuoto. Superato l'angolo critico, cioè quello in corrispondenza del quale il raggio
rifratto risulta parallelo alla superficie di separazione, per ulteriore
inclinazione dell'angolo d'incidenza si avrà non più la rifrazione
ma la riflessione totale.
La luce bianca, proveniente dal Sole o emessa da una lampadina a
incandescenza, attraversando un prisma di vetro viene scomposta nelle sue
componenti, che sono i colori dell'iride, dove il rosso, il blu e
il verde sono chiamati colori primari. Quando la luce bianca
colpisce un ostacolo si possono verificare, anche contemporaneamente, tre
fenomeni: la trasmissione (la luce riesce ad attraversare il corpo
trasparente per essere eventualmente rifratta), l'assorbimento (una
componente viene assorbita facendone aumentare la temperatura) e la diffusione (ciascun raggio di luce viene riflesso).
Lo spettro elettromagnetico è l'insieme, suddiviso in intervalli, delle
frequenze che possono essere possedute dalle onde elettromagnetiche. Le
radiazioni elettromagnetiche vengono impiegate nei più disparati campi,
dalla comunicazione alla diagnostica medica.
