Velocità delle onde

Sia le onde elettromagnetiche periodiche che lo onde sonore periodiche hanno una formula in comune per la velocità:

In cui λ è la lunghezza d’onda ed f la frequenza.

La velocità di un’onda elettromagnetica è uguale alla velocità della luce che dipende dal materiale in cui si propaga e assume il valore massimo (cioè 300.000.000 m/s) nel vuoto. Mentre negli altri materiali dipende dall’indice di rifrazione (n) di quel materiale

In cui c è la velocità della luce nel vuoto.

In un’onda meccanica (cioè che ha bisogno di un mezzo di propagazione) la sua velocità cambia in base al suo mezzo di propagazione e materiale in cui si propaga. Ad esempio nelle onde meccaniche in una corda tesa (il mezzo di propagazione è l’aria) la formula è la seguente:

In cui µ è la densità di massa lungo la lunghezza della corda e T la tensione, quindi la formula può essere riscritta in questa maniera:

Per un’onda meccanica che si propaga in un liquido la formula della velocità è:

In cui K è il modulo di compressione e ρ la densità nel fluido.

Per un’onda meccanica nell’acqua la formula può essere approssimata a

Per le onde sonore (con l’aria come mezzo di propagazione) v = 343 m/s a temperatura ambiente. Invece per temperature maggiori o minori di 25° vale la seguente formula:

In cui v0 è la velocità del suono a 0° (331,45 m/s), T la temperatura dell’aria in cui si propaga l’onda sonora e k il tasso di variazione di v (0,607 m/s per ogni grado celsius).