Lungo il percorso che compio quotidianamente da casa all’istituto dove lavoro, percorro un sottopassaggio che è rischiarato da un insieme di pannelli di vetro posti sul soffitto, sopra il quale c'è un lampione. Nei giorni di pioggia l’acqua che si raccoglie sopra i pannelli forma un meraviglioso ondoscopio che proietta sul pavimento del sottopassaggio il movimento delle onde prodotte dalle sorgenti puntiformi generate dalle gocce di pioggia.

Non credo che basti questa descrizione per chiarire il funzionamento dell’ondoscopio, volevo tuttavia mostrare che si tratta a tutti gli effetti di un sistema ottico facilmente ricostruibile: una sorgente di luce che illumina dall’alto uno strato d’acqua contenuto in un recipiente con il fondo trasparente. Sotto il recipiente si generano delle immagini fatte di zone chiare e scure che riproducono, amplificate, il movimento delle onde prodotte sull’acqua.

Le onde sull’acqua fan sì che essa si comporti come una lente, convergente in corrispondenza di una cresta e divergente nella gola dell'onda. Di conseguenza la luce si concentra in corrispondenza della cresta e si dirada in corrispondenza della gola. La proiezione su uno schermo posto sotto il recipiente con il fondo trasparente amplifica le dimensioni delle onde.

Anche una vasca da bagno si comporta come un ondoscopio: se si osserva in un locale ben illuminato una goccia d’acqua che cade nel mezzo della vasca si può osservare sul fondo un fronte d’onda circolare che si propaga fino ad essere riflesso quando giunge al bordo.

Oltre alla sorgente di luce e alla vaschetta, un ondoscopio deve essere dotato di alcuni accessori fondamentali per lo studio delle onde:

-         un dispositivo che sia in grado di produrre le onde con frequenza variabile, ad esempio un motorino con un eccentrico che permetta di percuotere la superficie dell’acqua con una sfera, per produrre onde circolari, o con un listello per produrre onde piane.

Altri accessori possono essere:

-         listelli metallici diritti o circolari da mettere nell’acqua per ottenere gli effetti di riflessione delle onde analoghi a quelli che si ottengono con raggi di luce su specchi piani o circolari. I listelli diritti servono anche per poter osservare il fenomeno della diffrazione facendo passare le onde attraverso delle fenditure ottenute nello spazio lasciato tra due listelli allineati.

-         Lastre di plexiglas per ottenere diverse le profondità dell’acqua che determinano diverse velocità di propagazione delle onde in modo da evidenziare il fenomeno della rifrazione.

-         Dispositivi con che permettono di percuotere l’acqua con più sorgenti puntiformi per mostrare il fenomeno dell’interferenza delle onde.

-         Infine è possibile determinare la lunghezza delle onde prodotte se si dispone di una lampada stroboscopica che permette di “fermare” le onde quando sincronizza con la stessa frequenza della sorgente che le produce.

Nel testo scolastico del PSSC, edito da Zanichelli, sono riportate le indicazioni per svolgere l’intero percorso relativo allo studio delle onde nell’acqua con l’ondoscopio.

Indicazioni di siti sull’ondoscopio / ripple tank (in inglese) con animazioni e altre indicazioni interessanti.

Ripple tank

http://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_tank

http://www.physicsclassroom.com/Class/waves/u10l3b.html

http://www.falstad.com/ripple/

ondoscopio

http://www.lmarconi.pr.it/Museo/schede/m400/caric-o.html

http://www.lilu2.ch/lilu2dir/materie/scienze_sperimentali/luce_visione/pdf/34_le_onde_bidimennsionali.pdf

Giorgio Häusermann - Alta Scuola Pedagogica, Locarno (Svizzera)