Onde stazionarie - Fisica del suono

Questo fenomeno è di grande importanza ed ha diverse implicazioni che si ritrovano in diverse situazioni. Diamone intanto una preliminare definizione. Diremo che le onde stazionarie si possono produrre come interferenza di due onde dello stesso tipo, di stessa frequenza, aventi la stessa direzione ma verso opposto. Consideriamo come esempio due onde longitudinali sinusoidali che hanno la stessa ampiezza. Come detto, le due onde viaggiano in versi opposti, dunque vediamo passo dopo passo cosa succede con l'aiuto della figura seguente (la figura è disposta in orizzontale per comodità ma è da intendersi in verticale):

Generazione di un'onda stazionaria

La perturbazione risultante è in ogni momento data dalla somma delle due onde. Nei primi 4 fotogrammi le due onde non si incontrano ancora. Arrivano allo stesso punto nel fotogramma 5 e da lì in poi l'azione risultante è data dalla somma delle due perturbazioni. Si può vedere in neretto la generazione di una nuova onda, data dalla sovrapposizione delle due. Si vede allora che in alcuni punti la perturbazione oscilla tra un minimo e un massimo. Tali punti vengono definiti ventri di vibrazione, e al loro interno la perturbazione viaggia con una velocità il cui massimo è in corrispondenza del massimo del ventre. In altri punti, la perturbazione è sempre nulla perché su essi le due onde interferiscono distruttivamente in ogni istante. Tali punti vengono definiti nodi di vibrazione. Il nome di onda stazionaria dipende dunque dal fatto che l'energia dell'onda risultante "staziona" in zone ben definite e non scorre con l'onda. Un ventre e il successivo nodo di vibrazione sono separati da una distanza pari a λ/4 mentre due successivi ventri (o nodi) si trovano ad una distanza λ/2 (dove λ è la lunghezza d'onda della perturbazione acustica che genera il fenomeno).