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Le Onde - Il suono e la Luce


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  1. L'eco
    E' un fenomeno acustico dovuto alla riflessione delle onde sonore da parte di un ostacolo. Si verifica soltanto in determinate condizioni, che dipendono dalla distanza dell'ostacolo dalla sorgente del suono.
    Se gridiamo una parola di fronte a una montagna le onde sonore si infrangono contro la parete e vengono riflesse all'indietro. Perché il nostro orecchio senta distintamente sia la parola gridata da noi sia quella riflessa, è necessario che il tempo impiegato dal suono riflesso per raggiungerci sia di almeno un decimo di secondo. In questo lasso di tempo il suono percorre circa 34 metri. Quindi, perché si verifichi l'eco, l'ostacolo deve trovarsi almeno a una ventina di metri di distanza da noi. Se la distanza è minore si udirà solo un fastidioso rimbombo.
    Questo fenomeno di riflessione delle onde sonore viene anche sfruttato in alcuni strumenti come il megafono (per potenziare il suono) e il sonar (per misurare in acqua la distanza degli oggetti).

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  2. Il radar (acronimo di radio detecting and ranging, cioè rilevazione e localizzazione mediante onde radio) è un sistema elettronico che permette di misurare la distanza, la forma e la velocità di un oggetto, sfruttando la riflessione delle onde radio che lo colpiscono.
    Il primo radar fu messo a punto nel 1935 dal fisico scozzese Robert A. Watson-Watt (1892-1973), che lo usò per localizzare aerei distanti più di 160 km. In seguito il radar trovò largo impiego in campo militare per l’avvistamento di aerei nemici, mentre oggi è utilizzato largamente anche in campo civile.
    Come è fatto?
    Il radar è costituito da un trasmettitore che invia onde radio e, mediante un’antenna, li concentra nella direzione prescelta. Quando le onde colpiscono un oggetto vengono parzialmente riflesse e raccolte da un ricevitore; in genere l’antenna emittente funziona anche da ricevente. Le onde riflesse vengono amplificate ed elaborate da un computer, che visualizza i risultati dell’elaborazione su un monitor.

    A che cosa serve?
    Nato per motivi bellici, il radar ha anche molte applicazioni diverse da quelle militari. Per esempio, viene usato per controllare il traffico aereo (rileva la rotta mentre l’aereo è in volo) e per la navigazione (individua eventuali ostacoli sulla rotta di una nave). Nel caso del controllo del traffico aereo, la rotazione lenta e continua dell’antenna orientabile provoca una scansione dello spazio circostante. Inoltre il radar è molto usato in meteorologia per localizzare perturbazioni atmosferiche e valutarne l’intensità; è utilizzato anche per studiare il livello di inquinamento atmosferico. Il radar è utilizzato anche in astronomia. Nel 1946 fu determinata la distanza
    Terra-Luna. Successivamente, l’uso del radar ha consentito una misura molto precisa della distanza di Venere e di Mercurio dalla Terra. Anche l’autovelox, lo strumento con il
    quale la polizia rileva la velocità delle automobili è costituito da un radar.

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  3. LA RIFLESSIONE:
    La riflessione si verifica quando l'onda sonora incontra un oggetto di grandi dimensioni e rimbalza all'indietro.
    L'angolo di riflessione β dell'onda sonora è uguale all'angolo di incidenza α.
    La riflessione delle onde sonore è la causa dell'eco che sentiamo in montagna e del rimbombo della voce in una grande stanza vuota.
    L'eco è un fenomeno acustico che si verifica quando l'onda sonora riflessa da un ostacolo di grandi dimensioni posto a molta distanza dalla sorgente sonora.
    Le onde sonore viaggiano a una velocità di 330 metri al secondo.

    Pertanto, se l'oggetto si trova a 330 metri l'orecchio umano percepisce il ritorno dell'onda sonora riflessa dopo un intervallo di tempo di due secondi.
    Se l'onda sonora percorre brevi distanze, l'onda sonora di ritorno non si sovrappone perfettamente a quella di origine e si sente soltanto la scia finale del messaggio ripetuto.
    Zarenza Su

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  4. Il Sonar:
    Il sonar, termine che nasce come acronimo dell'espressione inglese sound navigation and ranging, è una tecnica che utilizza la propagazione del suono (sott'acqua in genere) per la navigazione, comunicazione o per rilevare la presenza e la posizione di imbarcazioni. Si distinguono sonar attivi e sonar passivi. Il sonar può essere usato come mezzo di localizzazione acustica .
    Quest'ultima è stata impiegata anche in aria in passato, prima dell'introduzione del radar, e viene tuttora utilizzata per la navigazione dei robot mentre il SODAR (un sonar aereo rivolto dal basso verso l'alto) trova applicazione nelle indagini atmosferiche. Il termine sonar indica anche lo strumento usato per generare e ricevere i segnali acustici. La banda delle frequenze usate dai sistemi sonar va dagli infrasuoni agli ultrasuoni. Lo studio della propagazione del suono sott'acqua è noto come acustica subacquea o idroacustica.
    Nino Panino

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  5. Il sonar
    Il sonar è un sistema utilizzato soprattutto dai sottomarini per individuare la posizione di oggetti subacquei, sfruttando il fenomeno della riflessione delle onde sonore. Esso emette impulsi acustici o ultrasonici tramite un dispositivo irradiante subacqueo, detto proiettore, e capta gli impulsi riflessi da eventuali ostacoli per mezzo di un microfono sensibile detto idrofono, o trasduttore. Dal tempo intercorso tra l'emissione del segnale e la ricezione dell'onda riflessa, nota la velocità di propagazione delle onde sonore in acqua, è possibile risalire alla distanza dell'oggetto individuato.
    Un altro tipo di sonar utilizza invece un dispositivo detto boa acustica, vale a dire un idrofono montato su una boa, che viene paracadutato da un aereo. Quando il rivelatore acustico della boa percepisce un suono (ad esempio il motore di un sottomarino), aziona un piccolo radiotrasmettitore che invia un segnale agli aerei antisommergibile in perlustrazione nella zona.
    Dallo sviluppo della tecnologia del sonar sono derivate applicazioni di carattere assai diverso, tra cui anche l'ecografia, la tecnica impiegata in diagnostica medica che sfrutta la riflessione degli ultrasuoni per ottenere immagini degli organi interni.
    Synnove

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  6. L'ecografia.
    L’ecografia (anche, ma più raramente, ecotomografia o ultrasonografia) è tecnica di indagine diagnostica che, a differenza di altre tecniche strumentali utilizzate per le stesse finalità, non utilizza radiazioni ionizzanti, bensì ultrasuoni. L’ecografia è in grado di fornire un’immagine tridimensionale dell’interno di un organo o di una parte del corpo umano. Si basa, come detto, sull’utilizzo di onde acustiche e non elettromagnetiche, pertanto la sua prima caratteristica è l’assoluta innocuità dell’esame. I tessuti biologici, infatti, non sono investiti da radiazioni ionizzanti (come per esempio accade nel corso di un esame radiografico), ma solo da onde sonore provenienti dalla sonda. L’ecografo sfrutta il principio fisico della riflessione delle onde (il fenomeno dell’eco) e la differente velocità di trasmissione delle onde acustiche a seconda della densità del mezzo in cui si propagano per costruire un’immagine tridimensionale del tessuto oggetto dell’indagine. Attualmente, l’ecografia viene utilizzata routinariamente in ambito radiologico, internistico, chirurgico e ostetrico. Il limite principale dell’ecografia è rappresentato dal fatto che essa è operatore-dipendente: affinché le informazioni ricavabili da uno studio ecografico siano correttamente interpretate, si richiedono particolari doti di manualità e spirito di osservazione, oltre a cultura dell’immagine ed esperienza clinica.
    Ainely

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  7. Il boom sonico, chiamato anche bang supersonico, in italiano boato sonico, è il suono prodotto dal cono di Mach generato dalle onde d'urto create da un oggetto (ad esempio un aereo) che si muove, in un fluido, con velocità superiore alla velocità del suono.

    Esempi di boom sonico si hanno quando un aeroplano vola a velocità superiore a quella del suono nell'aria, o anche quando si fa schioccare una frusta. Il suono è in questo caso prodotto dall'estremità della frusta che supera la barriera del suono.

    La frusta
    Lo schiocco prodotto da una frusta, quando viene usata correttamente, in realtà è un bang sonico. L'estremità della frusta si muove a una velocità superiore a quella del suono e crea il rumore caratteristico. La frusta è stata quindi la prima invenzione dell'uomo in grado di abbattere il muro del suono.

    Le fruste sono realizzate con una struttura che si affina partendo dalla impugnatura fino all'estremità. La punta ha molto meno massa dell'impugnatura, di conseguenza, quando la frusta è fatta schioccare correttamente, l'energia si trasferisce dall'impugnatura all'estremità. La formula dell'energia cinetica Ek=mv2/2
    , ci spiega che la velocità della frusta aumenta via via che diminuisce la massa, fino ad arrivare a superare la velocità del suono, creando il caratteristico bang sonico.
    Paolino Paperino

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