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Perché, se lanci un mattone quadrato nell’acqua, le onde che ne derivano sono rotonde?

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Qui si tratta di domande, che inquietano menti ancora immature, ma già molto curiose. I bambini spesso ci confondono con la loro spontaneità. Tutti noi abbiamo avuto problemi simili durante l’infanzia. Sì, e da adulti incontriamo spesso fenomeni ordinari ma interessanti che non possiamo spiegare. Qualcuno non lo sapeva o non era interessato, qualcuno ha già dimenticato.

Dietro la formulazione un po’ ridicola si cela una seria teoria fisica. Il meccanismo stesso della propagazione delle onde è stato descritto in uno dei principali postulati della teoria delle onde: il principio di Huygens-Fresnel, quasi 200 anni fa.

Il mattone, ovviamente, non è né quadrato né rettangolare: ha la forma di un parallelepipedo, tuttavia, per rispondere alla domanda, è importante che non sia sferico. Anche le onde del mattone, a loro volta, non saranno rigorosamente rotonde, ma ci sembreranno solo così.

Se un mattone viene lanciato con tanta attenzione da toccare l’acqua contemporaneamente all’intero piano del viso, allora al primo momento le onde avranno una forma rettangolare. Ma dagli angoli dell’onda divergerà in un cerchio. Gli angoli in questo caso svolgono il ruolo di disturbi puntuali. In acqua la pressione si diffonde equamente in tutte le direzioni, quindi le onde dagli angoli avranno la forma di un cerchio senza settore (il settore è occupato da un oggetto). Di conseguenza, le onde formeranno una forma simile a un rettangolo con angoli arrotondati. All’aumentare della distanza, le dimensioni e la forma dell’oggetto diventeranno irrilevanti e le onde assomiglieranno sempre più a cerchi concentrici.

Questo può essere facilmente verificato con una tavola lunga. Al primo momento, le onde dal bordo più grande gettate nell’acqua della tavola saranno esattamente diritte. A grande distanza dal punto di disturbo, le onde dei segmenti rettilinei rimarranno diritte, ma i segmenti saranno già così piccoli rispetto al raggio che saranno percepiti da noi come parte di cerchi.

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