fisica 1
L'interferenza si ha quando una grandezza fisica deve variare per l'effetto di due o più cause oscillanti.
Per conoscere l'effetto combinato di queste cause bisogna sommare istante per istante tutti i contributi.
In genere si considerano due cause oscillanti con moto armonico a loro volta rappresentate da sinusoidi la cui somma produce una sinusoide risultante con ampiezza e fase che dipendonp dalle ampiezze e dalle fasi delle onde originali.
Tipicamente si considerano interferenze di due sinusoidi della stessa frequenza ma di fase diversa; la ragione di questa scelta risiede nel fatto che si vuole osservare solo l'effetto nello sfasamento fra le due onde dato che in fisica spesso ci si imbatte in fenomeni di interferenza ondulatoria dovuta alla diversa lunghezza dei percorsi compiuti da onde che variano nel tempo con la stessa frequenza e si propagano nello spazio.
Con il progetto realizzato con Scratch "interferenza" si può osservare l'effetto risultante dalla somma di due sinusoidi della stessa frequenza e ampiezza ma di sfasamento scelto a piacere (nota 1).
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L'interferometro di Michelson è un apparecchio che permette di rivelare piccole variazioni di lunghezza utilizzando la proprietà delle onde di sovrapporre effetti prodotti da cause diverse a patto che le onde siano coerenti (wikipedia).
Si tratta di dividere in due parti un raggio di luce per mezzo di un "beam splitter", fare loro percorrere due strade diverse in genere ortogonali, fare riflettere i raggi a degli specchi e infine ricombinarli in un unico raggio risultante la cui onda avrà fase e ampiezza che dipende dalla fase dell'ampiezza dei due raggi; modificando anche di poco la lunghezza di uno dei due percorsi è possibile misurare un allungamento dell'ordine di grandezza della onda luminosa utilizzata.
Con il progetto di Scratch "interferometro Virgo" è stata realizzata una simulazione che permette di osservare l'effetto sulla luce risultante dato da una variazione di lunghezza del braccio lungo l'asse X.
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Tanto per cominciare le oscillazioni del pendolo non sono isocrone!
È possibile ricostruire una simulazione del pendolo usando Scratch ed eseguire misurazioni del periodo per diverse ampiezze di oscillazione per scoprire che la durata del periodo dipende dall'ampiezza.
Si tratta di costruire uno sprite di forma adatta e di integrare l'equazione delle dinamica del moto rotatorio:
che è un'equazione differenziale del secondo ordine.
Il moto che ne risulta è oscillante e per piccole ampiezze si misura una durata del periodo che corrisponde a quella che si calcola con la formula (semplificata)
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Nel sito "MBTS-club" si indaga sul fenomeno della rifrazione facendo muovere un robot che deve raggiungere un bagnante in acqua il più in fretta possibile.
Il robot può avanzare ad alta velocità sulla spiaggia ed a velocità ridotta quando è in acqua per cui è necessario trovare il punto ideale di ingresso per minimizzare il tempo di intervento per il soccorso.
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Con un gioco postato nel sito "MBTS-club" si creano onde circolari sull'acqua con un robot che avanza a velocità diverse.
Il robot galleggaindo produce onde che si allontanano formando cerchi sempre più ampi.
Se il robot si muove anche il punto di nascita delle onde si muove generando onde non più concentriche fino ad averea velocità elevata onde che generano la caratteristica scia a "V".
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