Fronte d'onda
Il fronte d'onda o la superficie d' onda è una superficie di uguale fase di un'onda , vale a dire che questi punti hanno impiegato lo stesso tempo di viaggio dalla sorgente. Il concetto viene utilizzato per descrivere la propagazione di onde come il suono o la radiazione elettromagnetica ( luce , onde radio , ecc.). In un mezzo omogeneo e isotropo , in cui le onde si propagano senza deformazioni, esistono due tipi di onde specifiche a seconda che i fronti d'onda siano sfere ( onda sferica) o piani ( onda piana ). Nella teoria della diffrazione , il principio di Huygens-Fresnel afferma che a valle di un fronte d'onda, l'onda ricevuta può essere considerata come risultante da onde sferiche emesse da ciascuno dei punti di detto fronte. In interferometria , la distanza tra superfici d'onda entra generalmente nel calcolo del percorso differenza .
Principali tipi di fronte d'onda
Il fronte d'onda evolve nello spazio alla velocità di propagazione dell'onda in una direzione normale alla superficie. Possiamo distinguere due tipi principali di fronti d'onda: piani e sfere . Le prime sono caratteristiche di un'onda piana e le seconde di un'onda sferica .
La forma del fronte d'onda dipende da diversi fattori, come il tipo e la forma della sorgente, la trasmissione del mezzo e la direzione di propagazione. Nel caso di un mezzo trasparente, omogeneo e isotropo, l'onda si propaga indisturbata, il fronte d'onda quindi rimane inalterato.
Esempio
- Onda 3D: il fronte d'onda del suono è l'area di una sfera .
- Onda 2D: La parte anteriore di un'onda creata da un ciottolo in una piscina è il perimetro di un cerchio .
- Onda 1D: il fronte d'onda di una corda oscillante viene riportato in un punto.
Esplosione di una bomba
L'esplosione di una bomba ( atomica per esempio) ha una forza distruttiva che decresce in base ai seguenti due fattori:
- la distanza percorsa dal punto di origine dell'esplosione
- ostacoli incontrati (edifici, ecc.)
È per questo motivo che le esplosioni delle bombe nucleari di Hiroshima e Nagasaki sono state fatte esplodere a poche centinaia di metri dal suolo. Infatti, se la bomba esplode a livello del suolo, il fronte d'onda che avrà conseguenze distruttive si forma solo dall'equatore della sfera in crescita. Pertanto, la forza di questo fronte sarà rapidamente attenuata dagli ostacoli incontrati. D'altra parte, esplodendo al di sopra del livello del suolo, il fronte d'onda che incontra il suolo non è mai lo stesso, si rinnova costantemente durante l'espansione della sfera, il che garantisce un'energia di distruzione massima.
Note e riferimenti
- se il mezzo non è isotropo.