Onde, acustica, ottica

Onde nell’acqua
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  • Onde in acqua profonda
    Le onde nell’acqua sono un esempio di onde che coinvolgono una combinazione di entrambi i movimenti longitudinali e trasversali. Mentre l’onda si propaga verso destra, le particelle si muovono su circonferenze in senso orario. Il raggio delle circonferenze diminuisce all’aumentare della profondità nell’acqua.
  • Onde in acqua bassa
    Le onde nell’acqua con profondità inferiore a mezza lunghezza d’onda risentono della presenza del fondale. Le particelle si muovono su ellissi con semiasse orizzontale maggiore del semiasse verticale; i semiassi diminuiscono entrambi all’aumentare della profondità nell’acqua, ma quello verticale decresce più velocemente fino a ridursi a 0 sul fondale.

Onde sismiche
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  • Onde sismiche – Onde P
    Le onde P (onde primarie) sono onde longitudinali. In un’onda longitudinale le oscillazioni delle particelle sono parallele alla direzione di propagazione dell’onda. Le onde P sono le più veloci fra le onde prodotte nei terremoti ed arrivano per prime.
  • Onde sismiche – Onde S
    Le onde S (onde secondarie) sono onde trasversali. In un’onda trasversale le oscillazioni delle particelle sono perpendicolari alla direzione di propagazione dell’onda. Le onde S si propagano più lentamente delle onde P e arrivano con un ritardo di alcuni secondi rispetto alle onde P.
  • Onde sismiche – Onde di Rayleigh
    Le onde di superficie di Rayleigh sono onde con movimento sia longitudinale che trasversale. Le particelle si muovono in percorsi ellittici, con l’asse maggiore perpendicolare alla superficie del terreno. Con l’aumento della profondità l’ampiezza dell’ellisse diminuisce. Le onde di Rayleigh sono diverse dalle onde nell’acqua: in un’onda nell’acqua tutte le particelle si muovono su circonferenze in senso orario, mentre in un’onda di Rayleigh le particelle sulla superficie tracciano un’ellisse in senso antiorario, mentre le particelle ad una profondità superiore a 1/5 di lunghezza d’onda tracciano ellissi in senso orario. Le onde di superficie di Rayleigh sono le onde che causano più danni durante un terremoto. Viaggiano con velocità inferiore alle onde S, e arrivano più tardi, ma con ampiezze molto più grandi.
  • Onde sismiche – Onde di Love
    Le onde di superficie di Love sono esempi di onde trasversali come le onde S, ma differiscono da queste perché le oscillazioni avvengono parallelamente alla superficie del terreno e non perpendicolarmente come le onde S. L’ampiezza delle oscillazioni decresce rapidamente con la profondità, ma molto lentamente con la distanza. I grandi terremoti possono generare onde di Love che viaggiano attorno alla terra molte volte prima di dissiparsi. Le onde di Love richiedono un lungo tempo per dissiparsi a causa dell’enorme quantità di energia che contengono e per questa ragione sono le più distruttive dentro l’area vicina all’epicentro di un terremoto.

Per la trattazione fisico-matematica delle onde sismiche si veda:
http://personal.egr.uri.edu/sadd/mce565/Ch12.pdf

Video su blog.wolfram.com

  1. Propagation of Seismic Waves: P-waves
  2. Propagation of Seismic Waves: S-waves
  3. Propagation of Seismic Waves: Love waves
  4. Propagation of Seismic Waves: Rayleigh waves