Probabilmente hai letto o sentito parlare delle onde. Se lanci un sasso in un lago, ad esempio, noterai che si formano dei cerchi che si allontanano dal punto di impatto. Questi cerchi sono le onde, che si propagano dalla superficie verso il fondo. Se ti stai chiedendo come calcolare la lunghezza d’onda, te lo spieghiamo qui.
La cosa interessante è che, come per molte cose, c’è una formula a cui possiamo ricorrere se abbiamo bisogno di conoscere questo dato.
Ma cos’è la lunghezza d’onda?
Dall’esempio dato all’inizio del sasso che lanciamo nell’acqua, le onde che si generano o disegnano hanno una forma sinusoidale caratterizzata da picchi e valli. La distanza tra due picchi dell’onda sinusoidale si chiama lunghezza d’onda.
Un’onda può essere classificata in due modi e il primo consiste nel considerare la direzione di propagazione della vibrazione. Se la vibrazione avviene perpendicolarmente alla direzione di propagazione, parliamo di onde trasversali (come quelle del mare o elettromagnetiche). Se la vibrazione avviene nella stessa direzione della propagazione, stiamo parlando di onde longitudinali (come le onde sonore).
La seconda classificazione richiede di considerare i mezzi attraverso i quali le onde si propagano. Questo può essere un mezzo fisico (come per le onde che si propagano in un fluido) o il vuoto (come per le onde luminose e radio). In ogni caso, l’onda è sempre definita dalla velocità di propagazione (v), dalla lunghezza (lambda) e dalla frequenza (nu).
La lunghezza d’onda è misurata in metri ed è definita come la distanza tra due punti di massimo (picchi) o due punti di minimo (valli). La frequenza è misurata in Hertz e indica la periodicità di un’onda, ovvero quante volte si ripete in un determinato intervallo di tempo. Una frequenza di “2 Hz” significa che l’onda raggiunge due picchi in un secondo. La velocità dell’onda è rappresentata dai metri che percorre in un secondo. Nel caso delle radiazioni elettromagnetiche che si propagano nel vuoto, questa è uguale alla velocità della luce (300.000 km/s).
Come esempio, prendiamo il sasso che lanciamo nel lago e la lunghezza d’onda è la distanza tra i due picchi di quell’onda sinusoidale che si forma quando li lanciamo. L’onda ha picchi e valli; la distanza tra i picchi è la lunghezza che li separa.
Quindi, possono essere classificate come onde longitudinali, come quelle generate dal suono, o trasversali, come quelle generate dal sasso che lanciamo nell’acqua. Per le prime, è necessario considerare il mezzo in cui si propagano, la loro lunghezza e la loro frequenza.
Come applicare la formula?
Supponiamo che un’onda elettromagnetica abbia una frequenza di 1,5 · 1014 Hz e vogliamo scoprire qual è la sua lunghezza. Sappiamo che la lunghezza “λ”, la frequenza “ν” e la velocità di propagazione “c” sono legate nel seguente modo:
- C = λ X v. Oppure, equivalentemente: λ = C / V
Sostituendo i valori, e considerando che la velocità della luce nel vuoto è di 3 · 108 m/s, avremmo:
λ = c / v = (3 · 108 m/s) / (1,5 · 1014 1/s) = 2 · 10-6 m. Come il simbolo del micrometro è μm, avremmo:
Quindi, in generale, la lunghezza d’onda elettromagnetica è di 2 μm.
