La traiettoria della palla e dell’onda (parte prima)


Immagina di essere in giardino con una palla; davanti a te, ad una ventina di passi, un muro bianco. Calci la palla in modo deciso e questa, seguendo una traiettoria rettilinea, colpisce il muro in un qualche punto. La palla è sporca di fango, per cui lascia un evidente segno nella zona di contatto. Immagina di ripetere più volte l’esperimento (magari prima che arrivi il proprietario del muro): alla fine questo risulterà macchiato in un modo che dipende dal numero e dalla posizione delle collisioni: marcatamente dove è stato colpito più volte, moderatamente altrove.

Adesso complichiamo le cose: mettiamo un altro muro fra te ed il precedente, con una porta aperta; il gioco consiste nel ‘fare goal’, ossia far passare la palla attraverso l’apertura. E’ evidente che a questo punto le collisioni nel muro retrostante andranno a disegnare una figura che riflette la posizione dell’apertura: ci sarà una zona maggiormente segnata e le tracce di fango degraderanno via via che ci si allontana da essa.

palla-uno

Bene. Adesso cambiamo gioco. Sei in riva ad un laghetto; un muro ne delimita il bordo dalla parte opposta a quella in cui ti trovi. Sulla superficie galleggia del materiale fangoso. La giornata non è ventosa, pertanto il lago è in quiete, non vedi una sola increspatura. A questo punto prendi un sasso e lo getti in acqua. Dal punto in cui il sasso si è immerso puoi notare che si dipartono delle onde concentriche, che sollevano e abbassano la superficie dell’acqua, fino a smorzarsi ai bordi del lago. Le onde raggiungono ovviamente anche il muro, lasciandovi tracce di fango in modo più evidente nei punti dove è arrivata la cresta dell’onda. Lanci più sassi nel lago: anche in questo caso si viene a creare una figura nel muro, che dipende dal numero di sassi e dalla posizione in cui questi hanno incontrato l’acqua.

Come prima, introduciamo una complicazione: un muro al centro del lago, che lo separa in due metà comunicanti attraverso la solita apertura. Le onde che generi con i tuoi sassi adesso raggiungeranno il muro retrostante solo dopo essere passate per il varco, che le ‘costringerà’ a colpirlo in modalità più prevedibili: otterrai, come nel caso della palla, una zona centrale maggiormente segnata che degraderà via via che ci si sposta verso la periferia.

onda-uno

Il risultato ottenuto è simile, anche se i fenomeni appartengono a categorie che, almeno a prima vista, sono concettualmente molto distanti.

Dove sta la grossa differenza fra i due fenomeni? Per capirlo, devi pensare di avere non una, ma due aperture nel muro. Cosa succede nel caso della palla? Ebbene, tu deciderai di farla passare ora di qua, ora di là: dall’altra parte si verranno ad evidenziare due zone distinte, individuate dai punti a più frequente contatto.

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E nel caso dell’onda? Attenzione: in questo caso succede una cosa completamente diversa, perché la singola onda, che si diparte dal sasso, raggiunge le due aperture del muro intermedio; dall’altra parte si dipartiranno due movimenti ondosi, che interferiranno l’un l’altro: se l’avvallamento di un’onda si somma alla cresta dell’altra, il risultato è zero: le onde, in quel punto, si annullano a vicenda; viceversa, se due creste si incontrano, il risultato è doppio: si rafforzano a vicenda. Nel muro non troverai pertanto due segni marcati, ma delle strisce di interferenza, la cui struttura è funzione del fatto che i due movimenti ondosi in quel punto si siano reciprocamente rafforzati, annullati o depressi.


onda-due

Tieni presente che ho descritto il fenomeno con parole mie, in un modo che mi aiuta a capirlo anche se sicuramente non rigoroso dal punto di vista scientifico. Se risultasse chiaro anche a te, preoccupati: potresti avere una struttura cerebrale simile alla mia. Se invece non risultasse poi così chiaro, prova a gettare contemporaneamente due sassi nell’acqua e osserva come si comportano i due treni di onde che si vengono a creare: noterai qualcosa di simile al mio disegno.

A questo punto ti chiederai dove voglio arrivare; forse risulterà più chiaro nel seguito della mia dissertazione, anche se per ora i punti fermi a cui siamo giunti sono: esistono due entità profondamente diverse, le onde e le particelle, e nella nostra visione dualistica del mondo le une escludono le altre; o mi trovo di fronte ad un fenomeno ondoso, e questo ha caratteristiche ben precise, oppure di fronte ad un fenomeno corpuscolare, con tutt’altre regole di funzionamento.

Ma siamo proprio sicuri che la realtà sia questa?

Per il momento credo di averti annoiato a sufficienza, mi fermerei qui. In uno dei prossimi articoli dirò come questi concetti, ora applicati su scala macroscopica, possano riferirsi anche a particelle subatomiche, su scala microscopica: se avrai la pazienza di seguirmi, vedremo che questo ci riserverà parecchie sorprese!

Riferimenti bibliografici:

Colin Bruce – I conigli di Schrödinger. Fisica quantistica e universi paralleli

4 pensieri su “La traiettoria della palla e dell’onda (parte prima)

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