Che cos'è un'onda stazionaria?
Un'onda stazionaria è un'onda che sembra vibrare sul posto anziché spostarsi in avanti. È causato dall'interazione di due onde identiche che si muovono in direzioni opposte lungo lo stesso mezzo. Gli spostamenti risultanti sono due volte più grandi di quelli causati da una singola onda. Non si muovono lungo il mezzo, ma sembrano rimanere in punti fissi lungo la linea.
Un'onda è qualsiasi disturbo energetico che viaggia da una posizione all'altra lungo un mezzo. Molti materiali possono servire come medium. L'acqua è un esempio comune, ma le onde possono anche viaggiare attraverso la corda, l'aria e molte altre sostanze. I terremoti sono causati da onde sismiche che si muovono attraverso gli strati del pianeta.
È importante notare che è l'energia, non il mezzo, che viaggia in un'onda. Se due persone sono in piedi in una palestra con una corda per saltare insegnata tra loro, una delle persone può muovere la corda su e giù, facendo muovere un'onda attraverso la corda per saltare. La corda si muove su e giù o da un lato all'altro, ma non si muove attraverso la palestra. Ciò che viene trasportato è l'energia, non il mezzo.
Un'onda stazionaria si forma quando l'energia si muove in due direzioni contemporaneamente. È come se entrambe le persone che tenevano la corda iniziassero a muoverla su e giù contemporaneamente. L'energia viaggia da ciascuna estremità verso il lato opposto. Quando l'energia proveniente da una parte incontra l'energia proveniente dall'altra parte, interferiscono l'una con l'altra, provocando un'onda stazionaria.
L'ampiezza di un'onda è la distanza tra il suo punto più alto e il punto di equilibrio. Questo punto più alto è chiamato antinodo. Nella maggior parte delle onde, l'antinodo sembra muoversi lungo la lunghezza del mezzo. Con un'onda stazionaria, l'antinodo rimane nello stesso posto, perché l'interferenza tra le energie che si muovono in direzioni opposte si verifica sempre nello stesso punto. Questo vale anche per i nodi, o punti di minor spostamento.
I nodi appaiono nei punti in cui l'energia da un lato si sta muovendo verso l'alto mentre l'energia dall'altro lato si sta muovendo verso il basso. I movimenti opposti si annullano a vicenda. Al contrario, gli antinodi di un'onda stazionaria appaiono in punti in cui l'energia di ciascun lato si muove su o giù nello stesso punto. L'energia in questo caso viene raddoppiata, rendendo il movimento più pronunciato. Gli antinodi sono sempre equamente distanziati a metà strada tra i nodi.