Quando fazemos um movimento de vaiv�m vertical, na extremidade de uma corda, como na figura ao lado, podemos observar a propaga��o de pulsos ou perturba��es. A propaga��o de perturba��es sem o transporte de mat�ria � denominado ONDA. Portanto, ondas s�o oscila��es em fun��o do tempo e do espa�o, que apenas transportam energia.
As ondas s�o classificadas segundo a sua natureza em mec�nicas ou eletromagn�ticas.
Um exemplo de onda mec�nica � o som. E um exemplo de onda
eletromagn�tica � a luz, que se propaga no v�cuo, assim como as ondas de calor.
Uma onda possui como caracter�sticas: cristas, vales e amplitude (A), que podem ser vistos na figura abaixo. E ainda:
comprimento de onda(): dist�ncia entre dois pontos equivalentes, pertencentes a dois pulsos consecutivos; freq��ncia (f): taxa de repeti��o de uma determinada vibra��o. A freq��ncia de uma onda � a freq��ncia de vibra��o da fonte que a produziu. per�odo (T): tempo necess�rio para completar uma vibra��o, ou seja, para obter-se uma oscila��o completa. O per�odo � o inverso da freq��ncia e vice-versa.
Na figura ao lado podemos verificar ondas com diferentes comprimentos de onda. Se a velocidade de propaga��o for constante, temos que a freq��ncia � inversamente proporcional ao comprimento de onda. Logo, a onda 1 possui a maior freq��ncia e menor comprimento de onda.
Existem diversos tipos de ondas eletromagn�ticas que constituem o chamado espectro eletromagn�tico. Cada onda difere entre si pelo valor de sua freq��ncia e/ou comprimento de onda e todas possuem a mesma velocidade, que � a velocidade da luz no v�cuo: 3x108m/s.
Na tabela abaixo podemos verificar o tipo de onda, sua freq�encia e um exemplo.
Tipo de Onda | Origem | Intervalo de Freq��ncias (Hz) | Exemplo |
Ondas de R�dio e TV | circuitos el�tricos oscilantes | 104 a 1010 | emissoras de r�dio, tv e radar |
Microondas | correntes alternadas em tubos de v�cuo | 108a 1012 | telecomunica��es |
Infravermelho | qualquer objeto aquecido | 1011 a 1014 | lareira |
Radia��o Vis�vel | el�trons exteriores dos �tomos | 4x1014a 8x1014 | luz |
Ultravioleta | part�culas eletrizadas nos �tomos | 8x1014a 1017 | Sol |
Raios X | el�trons interiores os �tomos e el�trons livres de alta energia desacelerados s�bitamente | 1015a 1020 | radiografia |
Raios Gama | desintegra��o de subst�ncias radioativas | 1019a 1024 | radioterapia |
No estudo sobre ondas, vimos que ondas são perturbações que se propagam em um meio. Já a onda eletromagnética não necessita de um meio material para se propagar, ou seja, as ondas eletromagnéticas se propagam tanto no vácuo quanto em certos meios materiais.
Basicamente podemos citar como sendo as principais características de uma onda eletromagnética: a amplitude, a velocidade de propagação, a frequência e o comprimento de onda.
Frequência e comprimento de onda
Em se tratando de uma onda eletromagnética, denominamos frequência o número de oscilações produzidas pelos campos elétrico e magnético durante o intervalo de um segundo. No Sistema Internacional de Unidades, a grandeza física que caracteriza a frequência de uma onda é dada em hertz, cujo símbolo é Hz.
A frequência de uma onda é determinada no instante de sua geração e ela não muda durante a propagação da onda, mesmo que passe por diferentes meios. Na figura abaixo mostramos os campos elétrico
Na figura abaixo também se observa a amplitude desses campos em determinado instante. Veja que os campos oscilam no espaço.
A menor distância entre dois pontos consecutivos nos quais a perturbação se repete é o comprimento de onda, indicado pela letra grega λ (lambda).
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Na figura abaixo mostramos a variação da amplitude do campo, vista em um mesmo ponto do espaço, à medida que o tempo passa. A amplitude oscila com um período T, ou uma frequência f = 1/T.
Ao analisarmos uma onda durante certo intervalo de tempo, estamos na verdade fazendo uma relação matemática que denominamos período da onda, ou seja, o período T da onda é o quociente entre a distância de um comprimento de onda (λ) e o intervalo de tempo gasto para percorrê-lo. Tomando como base a distância que uma onda percorre e o tempo que ela gasta, podemos definir a velocidade de propagação de uma onda, como:
No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas se propagam com a mesma velocidade, conhecida como velocidade da luz c. Assim, no vácuo,
c=λ.f
As incógnitas das equações acima são:
v– velocidade de propagação da onda
f – frequência da onda
T – período da onda
λ – comprimento de onda
Aproveite para conferir nossa videoaula relacionada ao assunto: