Perturbazioni e onde Le onde sonore sono una perturbazione delle molecole che compongono l’aria che si propaga come vibrazione da una sorgente a un ricevitore.
La sorgente è un oggetto capace di vibrare, per esempio uno strumento musicale, e il ricevitore può essere la membrana del timpano del nostro orecchio, che viene messa in vibrazione dalle onde sonore che la colpiscono.
Figura 1. Vibrazione delle molecole d'aria investite da un'onda sonora Se in Figura 1 osserviamo le molecole d’aria soggette a una vibrazione possiamo vedere come, fissato un punto nello spazio, le molecole nel tempo subiscano una compressione che si alterna a una rarefazione, che risulta in una variazione di densità del mezzo.
Audio di introduzione all'argomento Your browser does not support the audio element. Onde Un sasso cade in un lago, una corda viene fatta oscillare, un terremoto scuote la terra, tu mi parli e io ti ascolto, la radio diffonde musica: sono tutti esempi che coinvolgono le onde.
Ma che cosa è un'onda? Le onde sono una perturbazione che si propaga attraverso un mezzo. Le onde sono in grado di trasferire energia senza trasferimento di materia.
Segnali In natura i segnali possono essere delle azioni compiute da un organismo per avvisare o mettere in allerta altri organismi, per esempio possiamo avere il rilascio di sostanze chimiche da parte di piante per segnalare la presenza di un predatore, oppure possiamo pensare ai suoni emessi dagli animali per richiamare altri animali per segnalare la presenza di cibo o di un pericolo.
Anche all’interno degli organismi è presente un sistema di segnalazione a livello delle cellule.
Una rete di telecomunicazoni permette lo scambio di informazioni (dati) tra un insieme di dispositivi hardware, per esempio telefoni fissi, computer, cellulari, dispositivi IoT (Internet of Things).
I dispositivi vengono connessi attraverso reti telefoniche, rete Internet cablata e comunicazioni wireless (senza fili).
Il passaggio da una rete a un’altra avviene attraverso un dispositivo di commutazione, per es. una telefonata fatta da un cellulare e destinata a un telefono fisso raggiunge prima la stazione radio più vicina al cellulare per poi essere inoltrata sulla rete fissa.
Magnetismo In fisica il magnetismo è quel fenomeno per cui alcuni materiali sono in grado di attrarre ferro e altri elementi metallici.
Le prime manifestazioni del magnetismo Nel 600 a.C. Talete di Mileto descrive la particolare proprietà di alcune rocce che erano in grado di attrarre pezzi di ferro. Queste rocce si trovavano nella regione dell’antica città di Magnesia, sulle coste dell’attuale Turchia, da cui il nome della roccia, magnetite (Fe3O4 è un ossido di ferro), e quello del fenomeno: magnetismo.
Fotografia e visione Il termine fotografia deriva dai termini greci phos e graphé, e significa scrittura con la luce.
Figura 1. Osamu Kanemura, immagine tratta da una serie di fotografie in bianco e nero scattate per le strade di Tokyo La luce è un'onda elettromagnetica e lo spettro del visibile ha una frequenza di circa 1015 Hz.
Il nostro occhio riesce a percepire la radiazione elettromagnetica come combinazionie di luminosità e cromatismo e le immagini che si formano sulla retina vengono poi elaborate dal nostro cervello.
Per un’introduzione ai segnali elettrici, si veda il post segnali e segnali elettrici.
Telegrafia La telegrafia, ovvero sia la trasmissione di segnali a distanza, avviene da tempi remoti, basti pensare alla trasmissione di un messaggio codificato attraverso un raggio di luce riflesso per mezzo di uno specchio, oppure ai segnali di fumo.
Nel 1767 la Royal Society inglese introduce il telegrafo ottico e nel 1791, in Francia, i fratelli Chappe crearono la prima torre di segnalazione a distanza, utilizzando pannelli riflettenti bianchi e neri, orologi, telescopi e un sistema di codici per la trasmissione di messaggi.