Onda
 

onda s.f. (lat. unda). Increspatura di una superficie liquida, per l'azione del vento o di altre cause; detto specialmente del mare, di un lago e simili: Le onde sbattevano con violenza sulla scogliera. � Lett. spesso al pl. La superficie di una massa liquida, massa d'acqua in genere: D Su per le sucide onde / giΰ scorgere puoi quello che s'aspetta (Dante). L'aureo scudo della madre dea / in su l'attonit'onde al sol raggiς (Carducci). Le piante e i sassi e l'onda / e le montagne vostre (Leopardi). � Per estens. Movimento ondeggiante: D E il lampo de' manipoli, / e l'onda dei cavalli (Manzoni). � Fig. Massa di ciò che sommerge, che travolge: L'onda dei ricordi. D Sentiva un'onda di parole salirgli alle labbra (Deledda). � Ondulazione: Onde di capelli. � A onda, ondulato: D Coi bei capelli a onda (Pascoli).

- L oc.  div. Seguir l'onda, seguire la corrente (in genere fig.). � Essere sulla cresta dell'onda, fig. attraversare un momento di successo. � Mettere in onda, di un programma radiotelevisivo, trasmetterlo, programmarlo.

- Agr. Sistemazione a onde, sistemazione superficiale dei terreni adottata specialmente negli Stati Uniti per proteggere il suolo dall'erosione operata dalle acque e favorire la penetrazione dell'acqua negli strati più profondi. (Si attua mediante lo scavo di fosse poco profonde e tanto più larghe quanto minore è la pendenza e riportando il terreno di scavo verso il margine a valle di ciascuna di esse, per cui il terreno assume un profilo ondulato.)

- Fis. Perturbazione di una grandezza fisica che si propaga in un dato mezzo o nello spazio. (In senso più ristretto si parla di onda quando la perturbazione che si diffonde ha carattere oscillante.) � Onda longitudinale, onda in cui la direzione di propagazione è parallela alla direzione dell'oscillazione che si propaga. � Onda monocromatica o sinusoidale di frequenza 3, onda in cui l'oscillazione che si propaga è un moto armonico di frequenza 3. � Onda persistente, onda la cui ampiezza si mantiene costante nel tempo. � Onda piana, onda in cui le superfici d'onda formano un fascio di piani paralleli. � Onda progressiva.  � Onda regressiva.� Onda sferica, onda in cui le superfici d'onda sono sfere concentriche. � Onda smorzata, treno d'onda in cui l'intensità decresce nel tempo (in particolare si assume che l'ampiezza d'onda decresca esponenzialmente). � Onda stazionaria, moto ondoso prodotto dall'interferenza di onde di frequenza uguale a una frequenza di risonanza di una cavità o di un corpo elastico. (E' caratterizzato da una ampiezza d'onda costante nel tempo in ogni punto, variabile da punto a punto e nulla nei nodi di vibrazione.) � Onda trasversale, onda la cui direzione di propagazione è perpendicolare alla direzione dell'oscillazione che si propaga. � Ampiezza d'onda, per un'onda sinusoidale, elongazione massima del moto armonico che si propaga. (Si può definire anche per onde non sinusoidali come il valore massimo raggiunto in un punto dalla grandezza che si propaga.) � Equazione d'onda, equazione differenziale che descrive la propagazione di un'onda: L'equazione di d'Alembert è l'equazione d'onda delle onde elastiche ed elettromagnetiche. � Fronte o superficie d'onda, per un'onda in cui la grandezza che si propaga ha un carattere oscillante regolare, luogo dei punti in cui la grandezza è simultaneamente nella stessa fase. (Si può definire un fronte d'onda anche per onde non oscillanti.)  � Funzione d'onda, funzione che soddisfa un'equazione d'onda. � Lunghezza d'onda (simb.: l), spazio percorso da un'onda sinusoidale durante un periodo di oscillazione T = 1/v· (Vale l = cT, dove c è la velocità di propagazione dell'onda.) [Si può definire una lunghezza d'onda anche per onde generate da un'oscillazione regolare ma non armonica come la distanza tra due successive superfici d'onda in fase.] � Numero d'onda.  � Onde di probabilità, onde introdotte dalla meccanica quantistica per descrivere il moto delle particelle subatomiche. � Onde di pressione, onde elastiche in un fluido. � Onde di compressione o di espansione, onde elastiche longitudinali. � Onde d'urto, onde prodotte da una sorgente che si muove in un mezzo con velocità superiore alla velocità di propagazione delle onde in quel mezzo. (E' un fenomeno caratteristico delle onde soniche nei fluidi, ma si osserva anche un fenomeno analogo per le onde luminose, noto come effetto Cerenkov.)  � Onde elastiche, onde di compressione o di distorsione che si propagano in un mezzo elastico. � Onde elettromagnetiche o hertziane, onde trasversali determinate dalla propagazione nel vuoto o in un dielettrico del campo elettromagnetico: I raggi g e X, la luce e le radioonde sono onde elettromagnetiche.  � Onde gravitazionali, onde trasversali previste dalla relatività generale, consistenti nella propagazione del campo gravitazionale prodotto da masse accelerate. (La propagazione dovrebbe avvenire tramite un quanto detto gravitone.) � Onde luminose, onde elettromagnetiche di lunghezza compresa nello spettro visibile.  � Onde solitarie o solitoni, onde che conservano indefinitamente la propria energia e la propria forma. � Onde soniche o sonore, onde di compressione che si propagano in un fluido e in partic. nell'aria, dette anche ONDE ACUSTICHE od ONDE DIMACH. (In senso più ristretto si intende per onda sonora un'onda di compressione di frequenza compresa nel campo di udibilità dell'orecchio umano.)  � Onde superficiali, onde che si propagano nella superficie di separazione di due fluidi. � Onde radio o radioonde, onde elettromagnetiche di lunghezza compresa tra il millimetro (microonde) e qualche chilometro (onde lunghe), utilizzate per le telecomunicazioni. (A differenza delle radiazioni di lunghezza d'onda inferiore [luce] queste onde possono essere riflesse dalla ionosfera; questo fatto rende possibili le comunicazioni a grandissima distanza.) � Onde termiche, propagazione di energia termica che, in particolari condizioni di temperatura assai prossima a 0 K, assume carattere ondulatorio. Sono dette anche secondo suono, in contrapposizione all'onda sonora chiamata primo suono.  � Interferometro a due onde, a onde multiple.� Lamina mezz'onda. � Onda esplosiva.

- Fisiol. Fisiol. Onda muscolare, propagazione della contrazione di un muscolo da un punto eccitato a tutta la massa muscolare. � Onda indotta, onda muscolare ottenuta mediante il contatto di un muscolo con un altro sistema neuromuscolare in stato di contrazione. (Ad es. un preparato neuromuscolare messo a contatto con un cuore isolato si contrae a ogni sistole cardiaca.) � Onde peristaltiche, restringimenti anulari che si verificano negli organi tubolari e che, procedendo in senso longitudinale, provocano lo spostamento del contenuto dell'organo. (Onde peristaltiche si verificano all'altezza di tutti gli elementi del tubo digerente, delle vie urinarie e in genere di tutti i canali e dotti escretori.) � Onde a, b, g, d, variazioni di potenziale della corteccia cerebrale, messe in evidenza dall'elettroencefalogramma. � Onde P, Q, R, S, T, variazioni di potenziale provocate dalla contrazione degli atri e dei ventricoli del cuore, messe in evidenza dal tracciato elettrocardiografico.

- Geofis. Onda sismica, onda provocata da un terremoto e che si propaga all'interno o alla superficie della Terra.

- Geogr. fis. Massa d'acqua che, sollevandosi e abbassandosi con ritmo più o meno regolare rispetto al normale livello della superficie del mare o di un lago, produce un corrugamento della superficie stessa.   � Onda di marea, v. marea. � Onda di sessa.

- Ind. tess. Piccola leva piatta, in acciaio, a forma di cediglia, che, nei telai rettilinei per maglieria e calze tipo Cotton, comanda le platine di raccolta. (Il nome deriva dalle successive posizioni che tali leve assumono, seguendo il guidafilo, per spingere le platine, premute sul loro dorso, dal carrello che va e viene.)

- Mar. Onda lunga, onda di leva.

- Meteor. Variazione sinusoidale dei valori di un elemento meteorologico in un dato punto, in funzione del tempo: Un'onda di pressione. � Onda ciclonica, ondulazione delle masse d'aria che si forma lungo un fronte stazionario.

- Mil. Onda balistica, onda di bocca, fenomeni acustici provocati dalla partenza del colpo di un'arma da fuoco.

- Telecom. � Onda pilota, onda radio emessa per servire come frequenza di riferimento. � Onda portante, onda modulante. � Trasmissione mediante onde convogliate, sistema di trasmissione di comunicazioni telefoniche, telecomandi, telemisure, ecc., mediante segnali in alta frequenza immessi su una rete di trasmissione di energia elettrica ad alta tensione. (Viene impiegata principalmente per i collegamenti di telecomunicazioni delle società elettriche e ha come elemento caratteristico le bobine di sbarramento.) � Antenna a mezz'onda o semionda.

- Trasp. Onda verde, sistema di regolazione del traffico di un'arteria. (Nei vari incroci i semafori sono comandati da un unico centralino di sincronizzazione che stabilisce i tempi d'accensione del verde [da cui il nome] consentendo un flusso continuo dei veicoli a una velocità prestabilita. In genere l'onda verde viene realizzata con l'ausilio di un calcolatore.)

u Geografia fisica

Le  onde sono dovute generalmente all'azione del vento, che colpendo la superficie del mare o di un lago vi determina una pressione e un attrito, o al fenomeno delle maree. In alcuni casi, sono generate da un maremoto provocato da un terremoto o da un'eruzione vulcanica sottomarini; con effetti molto ridotti, sono dovute alla caduta di un corpo in acqua e al movimento di un corpo parzialmente immerso, come una nave.

Per quanto riguarda la terminologia riferita alle onde, si dice cresta, la parte più elevata dell'onda; cavo, gola, solco, valle, ventre, la parte più bassa; altezza dell'onda, il dislivello tra una cresta e la gola successiva; lunghezza dell'onda, la distanza fra due creste o due gole successive (che è per lo più trenta volte circa l'altezza); profilo dell'onda, la sezione dell'onda su un piano verticale orientato secondo la direzione di propagazione; periodo dell'onda, l'intervallo di tempo fra il passaggio di due creste successive nello stesso punto; velocità dell'onda, lo spazio percorso apparentemente da una cresta o da una gola nell'unità di tempo. Sebbene a un osservatore le onde sembrino muoversi sulla superficie dell'acqua, in effetti si propaga solo l'oscillazione, senza che avvenga trasporto di materia: infatti le particelle d'acqua si muovono, intorno a un centro d'oscillazione fisso, lungo una traiettoria chiusa circolare o ellittica (come le onde trocoidali di Gerstner e le onde sinusoidali di Airy ). Quando le onde interessano uno spessore limitato della massa d'acqua, come avviene in alto mare, si parla di onde di acqua alta, che avvengono come oscillazioni libere con traiettorie circolari, il cui diametro diminuisce, fino ad annullarsi, verso il basso. Quando interessano tutto lo spessore della massa d'acqua, come avviene presso le coste, si parla di onde di acqua bassa, nelle quali le traiettorie delle particelle da circolari diventano, verso il fondo, ellittiche, poichι il ventre dell'onda viene frenato dall'attrito sul fondo. In mare aperto le oscillazioni si propagano nella direzione del vento, ma possono verificarsi interferenze fra vari sistemi di onde, le une generate dal vento che sta spirando e dette onde vive, le altre generate precedentemente da un vento ormai caduto e dette onde morte. Presso la costa le onde assumono una direzione di propagazione perpendicolare a essa adattandosi al suo contorno. Quando l'onda incontra un ostacolo netto, come una costa alta, si generano onde riflesse, che interferiscono con quelle incidenti, dando luogo a onde d'interferenza, che raggiungono grandi altezze, accompagnate da onde secondarie di risacca, o a onde stazionarie (o clapotis), nelle quali le particelle d'acqua oscillano lungo una linea verticale, senza che si produca la risacca. Quando l'oscillazione incontra un fondale basso o una costa in pendio diminuisce la lunghezza dell'onda e aumenta l'altezza, il ventre dell'onda viene frenato dall'attrito sul fondo, finchè si rompe l'equilibrio e la cresta cade in avanti dando origine a un'onda di traslazione con trasporto di materia. Si forma un flutto, un frangente che si spinge verso la spiaggia e che ritorna indietro dando origine alla risacca, che favorisce il frangersi delle onde successive.

La valutazione dell'altezza, della lunghezza e degli altri elementi dell'onda è difficile. Un metodo di misura è basato su rilievi aerofotogrammetrici; per determinare l'altezza delle onde è stato messo a punto nel 1956 dall'Istituto oceanografico di Wormley, Surrey, uno strumento (detto Shipborne wave recorder), utilizzabile a bordo di una nave, che registra costantemente l'altezza dell'acqua al di sopra di una superficie di riferimento calcolata indipendentemente dalla posizione della nave. Tale strumento ha registrato, con un'approssimazione del 10%, onde di 17 m d'altezza. Per quanto riguarda le misure di altri elementi dell'onda, sembra che onde del tutto eccezionali possono raggiungere una lunghezza di 800-900 m con un'altezza di 15-20 m e un periodo di 24 s. Però, generalmente, nell'oceano le onde di tempesta hanno una lunghezza di 150-200 m, un'altezza di 7-10 m, un periodo di 8-12 s, una velocità di 30-35 nodi. Nel Mediterraneo le onde di tempesta hanno una lunghezza di 50- 120 m, un'altezza di 5-6 m, un periodo di 6-10 s, una velocitΰ di 16- 27 nodi.

Presso i litorali viene misurata la pressione esercitata dalle onde, la cui conoscenza è necessaria nella progettazione di opere portuali o di difesa della costa. Infatti la pressione esercitata dalle onde, che puς raggiungere alcune decine di tonnellate per metro quadrato, può determinare una notevole azione distruttiva su ogni manufatto. L'abrasione, cioè l'azione meccanica esercitata dal mare, soprattutto dal suo moto ondoso, comporta fenomeni di demolizione, di trasporto e di deposito. Le onde hanno un'azione demolitrice specie lungo le coste alte, accompagnata però anche da un'azione di deposito, alla base di queste, dei materiali asportati alla parete rocciosa. Sulle coste basse si ha una notevole azione di trasporto da parte dei flutti incidenti e della risacca, e un'azione di deposito lungo quelle linee, dette neutre, in cui si annullano, per compensazione, i movimenti del flutto incidente e della risacca, per cui si formano cordoni o lidi.

u Fisica

v Propagazione delle onde

Si  osserva spesso che la perturbazione di una data grandezza fisica in una certa regione dello spazio si trasmette alle regioni circostanti; questo comportamento comune a molti fenomeni fisici di natura del tutto diversa è noto come propagazione delle onde. La propagazione del suono, della luce, delle vibrazioni in un mezzo elastico (come in una corda), delle perturbazioni della superficie libera dell'acqua sono gli esempi più comuni di questo comportamento. La superficie che separa nello spazio la zona perturbata da quella ancora in quiete è detta fronte d'onda o semplicemente onda. Uno degli elementi caratterizzanti delle onde è la loro velocità di propagazione che è la velocità di avanzamento del fronte d'onda rispetto al mezzo che attraversa (o, nel caso della propagazione nel vuoto, rispetto a un qualsiasi sistema di riferimento inerziale). La propagazione per onde di qualsiasi natura è sempre accompagnata dalla propagazione di una forma di energia e di un impulso. I tipi più semplici di propagazione ondosa, come le onde elettromagnetiche e le onde elastiche, si possono descrivere mediante l'equazione di d'Alembert:

dove D è il laplaciano, j è la grandezza fisica che si propaga e u è la velocità di propagazione. Nei problemi unidimensionali in cui la perturbazione si può propagare solo lungo una direzione ben definita (come nelle corde vibranti), fissata a un certo istante iniziale t0 la forma della perturbazione j, si osserva negli istanti successivi t che la perturbazione si sdoppia e si sposta con velocità costante u nei due sensi (onde progressive e onde regressive) senza mutare la sua forma iniziale . Per le onde in due o tre dimensioni la soluzione generale dell'equazione di d'Alembert è un po' meno semplice perchè in questi casi la propagazione è di solito accompagnata dalla modificazione e dallo sparpagliamento della perturbazione iniziale da cui segue una progressiva attenuazione dell'entità della perturbazione. Una semplice soluzione particolare dell'equazione è j = A cos 2pn (t - z/u), che rappresenta un'onda piana monocromatica di frequenza n e ampiezza A che si propaga nella direzione dell'asse z. Ogni altra soluzione e quindi ogni altra forma d'onda può esser generata da una sovrapposizione di onde piane di direzione e frequenza opportune. Sono particolarmente importanti quelle onde in cui la perturbazione che si propaga ha carattere oscillante; in questo caso la decomposizione spettrale in onde monocromatiche piane è particolarmente semplice: per es., nel caso di propagazione unidimensionale lo spettro di un'onda oscillante è formato da una frequenza fondamentale uguale alla frequenza dell'oscillazione e da armoniche superiori le cui frequenze sono multipli interi di quella fondamentale. Quando la perturbazione che si propaga è contenuta in una regione limitata dello spazio (gruppo, treno o pacchetto d'onde) lo spettro di frequenze è continuo ed è tanto più ampio quanto più piccolo è il pacchetto d'onde. Quando la velocità di propagazione non dipende dalla frequenza (come nelle onde descritte dall'equazione di d'Alembert) la velocità del pacchetto d'onde è uguale a quella delle onde monocromatiche componenti. In molti casi si osserva invece una dipendenza più o meno marcata della velocità di propagazione dalla frequenza: esempi tipici di questo comportamento sono la propagazione delle onde elettromagnetiche in un mezzo dispersivo (in cui l'indice di rifrazione varia con la frequenza) e le onde superficiali in un liquido . In questi casi si osserva che la velocità di propagazione del pacchetto d'onde, detta velocità di gruppo, è minore della velocità delle singole onde monocromatiche componenti, detta velocità di fase; in particolare la velocità di gruppo di un treno d'onde formato dalla sovrapposizione delle onde monocromatiche contenute in una stretta banda di frequenze risulta uguale a dn/dk, dove k è il numero d'onda. Tutti i tipi di propagazione ondosa possono generare, in condizioni opportune, i fenomeni della riflessione, rifrazione, diffrazione e interferenza.

v Onde elastiche

Le  deformazioni di un qualsiasi mezzo elastico si possono descrivere con un campo vettoriale S che dà in ogni punto P il valore S(P) dello spostamento dalla posizione di equilibrio. La deformazione prodotta in un certo istante si propaga nel mezzo elastico e le onde che ne risultano sono dette appunto onde elastiche. Il campo vettoriale S si può decomporre nella somma di un campo S1 irrotazionale (rot S1 = 0) e un campo solenoidale St(div St = 0). Entrambi questi campi soddisfano l'equazione di d'Alembert e quindi generano una propagazione ondosa che però ha nei due casi una struttura differente. Il campo irrotazionale dà origine a onde longitudinali dette onde irrotazionali di compressione o di dilatazione con una velocità di propagazione u pari a

dove l e m sono le costanti di Lamι e r è la densità del mezzo. Le onde di propagazione del campo solenoidale, dette onde rotazionali o di distorsione, sono onde trasversali di velocità  minore della velocitΰ delle onde di compressione. In ogni corpo solido ogni perturbazione si propaga come una sovrapposizione d'onde longitudinali e trasversali (come ad es. le onde sismichedella crosta terrestre); le onde di distorsione possono propagarsi solo nei mezzi incompressibili in quanto solo in questo caso esistono delle deformazioni solenoidali. Nei gas si propagano solo onde longitudinali (onde soniche o sonore); la velocità di propagazione us vale

(p, pressione; r, densità); in particolare per un gas perfetto la velocità dipende dalla temperatura assoluta T e dal peso molecolare M: us2= gRT/M (dove g è il rapporto tra i calori specifici a pressione e a volume costante e R la costante dei gas perfetti). Quando le deformazioni elastiche (o le compressioni) sono molto grandi la propagazione delle onde non soddisfa esattamente l'equazione di d'Alembert, ma compaiono degli effetti non lineari per cui, ad es., la velocità di propagazione non dipende soltanto dalle proprietà del mezzo, ma anche dalle caratteristiche dell'onda che si propaga. Per es., quando l'intensità del suono è molto elevata, la velocità cresce con l'ampiezza dell'onda, infatti le compressioni adiabatiche che si propagano in un gas sono associate a un aumento di temperatura tanto maggiore quanto più elevata è la compressione; d'altra parte l'aumento di temperatura determina l'aumento delle velocità di propagazione.

v Onda gravitazionale

Sono  stati allestiti vari laboratori apparecchiature di rivelazione delle onde gravitazionali, che sono raffreddate a temperature dell'ordine di 0,1 gradi assoluti, in modo da ridurre i disturbi termici. Con questi strumenti, sorta di antenne, si è potuto di guadagnare circa un milione di volte in sensibilità. Con l'introduzione dell'uso del laser sono stati messi a punto nuovi apparecchi rivelatori (Laboratorio Malibω, California). Si dovrebbe pertanto chiarire l'interrogativo posto dai risultati di Weber, che nel 1969 aveva messo in luce l'arrivo di queste onde dal centro della Galassia. Inoltre se le onde gravitazionali esistono, si dovrebbe poter calcolare la loro velocità e provenienza.

Sorgenti di onde gravitazionali sono in genere associate a oggetti compatti, massicci e in rapido movimento. Sono stati compiuti studi teorici sulla emissione di radiazione gravitazionale da parte di sistemi binari molto stretti con componenti compatte (nane bianche, stelle di neutroni, pulsar binari), di collassi asimmetrici di supernovae e di materia in caduta verso buchi neri massicci. Se il flusso di onde gravitazionali fosse dovuto, come ipotizzato, a conversione di massa in energia, nel nucleo galattico, è stato calcolato che la diminuzione della massa dovrebbe comportare una espansione della Galassia. Risultati osservati sembrano escludere che ciò avvenga con la velocità richiesta; un'ulteriore controindicazione a questo meccanismo deriva dal fatto che la massa iniziale del nucleo galattico avrebbe dovuto essere nel passato così grande da determinare la disgregazione, per effetto mareale, degli ammassi globulari che invece sono attualmente osservati in gran numero nell'alone galattico. Anche il passaggio della Supernova Grande Nube di Magellano (1987), non ha fornito prove indiscutibili a suffragio della teoria di Weber. 

v Onde solitarie o solitone

Sono  conosciute da tempo nella fisica classica soluzioni delle equazioni della idrodinamica che danno luogo a onde solitarie. Sembra anche che occasionalmente esse siano state osservate sulla superficie dell'acqua. Verso la fine degli anni Settanta queste soluzioni hanno costituito materia d'interesse per la fisica delle particelle elementari poichè i solitoni hanno molte proprietà in comune con il comportamento ondulatorio delle particelle secondo la meccanica quantistica (per es. un solitone e un antisolitone interferiscono annichilandosi, esattamente come una particella e un'antiparticella).

v Onde superficiali

Fra  le onde elastiche superficiali hanno assunto particolare importanza le onde di Rayleigh, caratterizzate dal fatto che il moto della particella è ellittico anzichι trasversale o longitudinale; infatti su tali onde si basano dispositivi (chiamati a onda superficiale) nei quali l'onda si propaga alla superficie di quarzi mediante l'applicazione di un segnale elettrico a un trasduttore (di entrata) e il rilievo di un corrispondente segnale elettrico a un secondo trasduttore (di uscita). Il dispositivo si comporta come un filtro acustico (o una linea di ritardo acustica) la cui curva di risposta è prevedibile a priori, essendo legata in modo noto ai dati geometrici del dispositivo.

v Onde termiche

Nelle condizioni usuali, a temperatura ordinaria un fluido isotermo è un sistema termodinamico costituito da molecole in moto disordinato; quando se ne riscalda una parte, la propagazione del calore è una propagazione di energia cinetica disordinata per effetto del disordine iniziale, e valgono le leggi della fisica classica. Analogamente un solido ha una struttura cristallina generalmente ricca di difetti; anche se l'energia cinetica delle molecole è minore, la presenza dei difetti rende disordinata la propagazione del calore. Ma quando il sistema è un liquido superfluido, a temperatura di pochi K, ad es. elio, l'energia cinetica iniziale è quasi nulla; le condizioni fisiche del sistema (densità, entropia) sono tali che la propagazione del calore ha carattere ondulatorio, fenomeno sperimentalmente verificato per l'elio liquido attorno a 4 K. E' stato rilevato il carattere ondulatorio della propagazione del calore anche per l'elio solido, a temperatura minore di 1 K, e per il fluoruro di sodio. Ciò si spiega con il fatto che, a temperature prossime a 0 K, oltre che essere minima l'energia cinetica molecolare, sono anche minime le cause di resistenza meccanica alla propagazione, mentre è massima la purezza dei cristalli. Per una analisi precisa di tali fenomeni, che hanno carattere quantistico, occorre far riferimento alla nozione di fonone.

v Onde nei fluidi

Nei  fluidi, oltre alle semplici onde longitudinali di compressione, si possono propagare in prossimità della superficie di separazione tra un fluido e l'altro (ad es. aria e acqua) delle onde di struttura molto complicata dette onde superficiali. La propagazione di queste onde sul pelo libero dei liquidi (e in particolare dell'acqua) è imputabile a due meccanismi differenti: a ogni deformazione della superficie di equilibrio si oppone innanzi tutto la forza di gravità che è proporzionale alla massa di liquido spostato; la presenza di questa forza di richiamo provoca la propagazione di onde di gravità, come ad es. le onde marine. Nelle acque molto profonde la traiettoria di una particella liquida investita da un'onda di gravità è approssimativamente una circonferenza contenuta in un piano perpendicolare alla superficie e parallelo alla direzione di propagazione ; il diametro della circonferenza diminuisce con le profondità, il profilo dell'onda è approssimativamente una trocoide (onda trocoidale di Gerstner) e la velocità di propagazione u è direttamente proporzionale alla radice quadrata della lunghezza d'onda  dove g è l'accelerazione di gravità. Quando la profondità non è sufficientemente grande le traiettorie diventano delle ellissi con l'asse maggiore parallelo alla superficie libera (onda di Airy). Un'analisi più dettagliata di questo fenomeno, dovuta a T. Levi-Civita, mostra che le traiettorie delle particelle liquide non sono chiuse, ma c'è un leggero spostamento della massa d'acqua in direzione della propagazione; inoltre la velocità di propagazione dipende anche dall'ampiezza dell'onda. Quando la lunghezza d'onda è molto piccola (inferiore a 1,72 cm) la forza di richiamo dovuta alla gravità è trascurabile, mentre entra in gioco la forza dovuta alla tensione superficiale; questo nuovo meccanismo determina una diversa legge di propagazione: le onde che ne risultano sono dette onde capillari, la velocità di propagazione è in questo caso inversamente proporzionale alla radice quadrata della lunghezza d'onda:  dove t è la tensione superficiale e r la densità. Per onde con l di qualche centimetro la velocità di propagazione dipende sia dalle forze di gravità sia dalle tensioni superficiali e precisamente si ottiene . Per l = 1,72 la velocità di propagazione delle onde superficiali nell'acqua raggiunge il valore minimo di 23,1 cm/s.

v Onde d'urto

La  comparsa dell'onda d'urto è dovuta alla manifestazione della compressibilità dell'aria alle grandi velocità. Un'onda d'urto si genera per l'accumularsi delle onde di pressione (onde sonore) che ogni mobile in movimento genera intorno a sè, quando la sua velocità uguaglia o supera la velocità del suono. L'aria subisce allora una brusca variazione di pressione e di temperatura su di una superficie che si sposta insieme al corpo in movimento: si tratta dell'onda d'urto, avente la forma di un cono di rivoluzione che ha per vertice la posizione attuale del mobile, quando questo è di dimensioni sufficientemente ridotte. L'inclinazione dell'onda in rapporto alla direzione del moto è funzione della velocità. Il semiangolo a all'estremità del cono è tale che si ha:

dove M = V/a è il numero di Mach, cioè il rapporto tra la velocità V del corpo e la velocità locale a del suono.

Si generano onde d'urto anche quando un gas si espande in un condotto convergente-divergente (ugello di Laval) come nelle gallerie aerodinamiche supersoniche, e quando si ha un'esplosione nell'aria o nell'acqua. Le basi per la teoria delle onde d'urto sono state poste da B. Riemann (1860) e da H. Hugoniot (1885) che hanno descritto l'onda d'urto come una discontinuità di pressione. Per questa ipotesi un'onda d'urto produce al suo passaggio l'immediato aumento della pressione e della temperatura.

Il fluido viene trascinato dall'onda a una velocità u inferiore a V.

Ad es., per un'onda d'urto che si muova nell'aria a una velocità V = 1.500 m/s, la teoria di Hugoniot dà, per l'aumento di pressione,P2- P1= 22,2 kg/cm² e per l'aumento di temperatura T2- T1 = 1.075 ΊC. In realtà non si verifica una discontinuità notevole, ma esiste una zona di transizione di spessore ridottissimo, nell'ordine di 1 millesimo di millimetro. E' su questa distanza che si producono gli sbalzi di pressione e di temperatura, ed è questo che spiega gli effetti distruttivi delle onde d'urto intense, come quelle prodotte dalla detonazione degli esplosivi, cui si riferisce l'esempio precedente. Le onde d'urto possono essere osservate grazie a metodi ottici basati sulle variazioni dell'indice di rifrazione del fluido al passaggio dell'onda.

Nel caso di un aereo le onde d'urto appaiono parecchio prima che questo abbia raggiunto la velocitΰ del suono. In effetti alcune superfici, come l'extradosso dell'ala, sono sedi di supervelocità locali. Dal momento in cui l'aereo entra nella zona delle velocità transoniche (cioè tra 800 e 900 km/h), appaiono localmente delle onde d'urto, che assumono la forma di un lambda (L); la zona di flusso supersonico si trova tra le due gambe del lambda.

Le onde d'urto provocano un'ulteriore resistenza all'avanzamento e sono la causa della detonazione (bang sonico) provocata dagli aerei supersonici.

u Geofisica

Le  onde sismiche provocate da un terremoto sono onde elastiche che si propagano in senso sia longitudinale sia trasversale; giungendo in superficie danno origine a onde superficiali. Le onde longitudinali sono dette onde primarie, perchè sono le prime a essere registrate, avendo una velocità di propagazione piω elevata (5,5 km/s circa); le onde trasversali sono dette onde secondarie, perchè hanno velocità di propagazione minore (4,4 km/s circa), mentre le onde superficiali hanno velocitè ancora minore (3,5 km/s circa).

u Telecomunicazioni

Per  la filodiffusione si impiegano lunghezze d'onda situate nella gamma delle onde lunghe, oltre i 1.000 m; nelle trasmissioni radiofoniche si usa la gamma delle onde medie, fra 200 e 600 m, e delle onde corte, fra 10 e 100 m. In modulazione di frequenza si impiegano onde metriche. In televisione le emissioni vengono effettuate su lunghezze d'onda di poco superiori o inferiori al metro. Alcuni radar emettono e ricevono nella gamma delle onde millimetriche, mentre i ponti-radio telefonici utilizzano le onde centimetriche. I sistemi di telecomunicazione basati su microonde (telecomunicazioni via satellite, telefoni cellulari) arrivano alle decine di GHz (miliardi di cicli al secondo) e con le fibre ottiche alle centinaia e oltre.