Page 29 - Un fisico in salotto

Le onde

La Natura ci offre un bellissimo fenomeno che osserviamo molto spesso: quello del
propagarsi delle onde.
Pensiamo un momento alle onde che osserviamo se gettiamo un sassolino
nell’acqua ferma di uno stagno o in una pozzanghera.
Esse ci appaiono come circonferenze concentriche che via via si allargano.

È molto interessante notare il fatto che l’acqua rimane praticamente ferma dov’è: è
l’onda che si propaga, non l’acqua nella quale si forma l’onda stessa. Tanto è vero
che, se sull’acqua stanno galleggiando tante foglioline, vediamo che esse si mettono
a oscillare andando più o meno su e giù quando sono raggiunte dalle onde ma
rimangono in pratica laddove si trovavano inizialmente, prima che le onde
arrivassero.
Il ‘su e giù’ delle foglioline ci mostra comunque che queste ultime hanno

acquistato una certa energia, evidentemente trasportata dalle onde. La perturbazione
che produciamo gettando un sassolino in uno stagno genera dunque un fenomeno
ondulatorio e il sassolino agisce come sorgente delle onde.
Tuttavia la perturbazione dura fintanto che il sassolino si trova a una profondità
piuttosto modesta. È chiaro dunque che la nostra sorgente agisce solo per pochi
istanti. Per studiare le onde sarebbe meglio avere una sorgente persistente che

potremmo realizzare costruendo un dispositivo che agiti continuamente l’acqua.
Comunque, anche senza un tale dispositivo, possiamo accorgerci di una peculiarità
della propagazione per onde: cioè che essa presenta il fenomeno dell’interferenza.
A questo proposito, possiamo lasciar cadere nell’acqua non uno ma due sassolini
uguali; più o meno dalla stessa altezza e a una certa distanza l’uno dall’altro. In
queste condizioni osserviamo ovviamente due sistemi di onde concentriche: uno
intorno al punto dove è caduto il primo sassolino e l’altro intorno al punto dove è

caduto il secondo. Laddove arrivano le onde generate sia dal primo sia dal secondo
sassolino ci aspetteremmo un su e giù di una fogliolina comunque più ampio di
quello ottenuto gettando un solo sassolino.
Questo perché con due sassolini abbiamo perturbato il pelo dell’acqua certamente
più di quanto non avremmo fatto gettando un solo sassolino.

Ma ci attende una sorpresa! C’è una fogliolina che è attraversata dalle onde
generate dai due sassolini e, contrariamente a quello che avremmo potuto aspettarci,
questa fogliolina rimane ferma, senza andare su e giù.
La spiegazione è molto semplice: quella fogliolina si trova in una punto nel quale,
a un certo istante, arriva la ‘cresta’ di un’onda prodotta dal primo sassolino. Questa,
se fosse presente da sola, farebbe innalzare la fogliolina – diciamo – di un
centimetro sul pelo dell’acqua; ma, al contempo, nello stesso punto e nello stesso
istante, arriva un ‘avvallamento’ dell’onda prodotta dal secondo sassolino che, da

sola, farebbe abbassare la fogliolina di un centimetro. Qual è il risultato del
passaggio simultaneo delle due onde? Il risultato è che il pelo dell’acqua... non si
alza né si abbassa: la fogliolina è in un punto dove il moto ondoso è del tutto assente.