Quando falamos em ondas vem logo em nossa mente as ondas do mar. Essa talvez porque seja muita divulgada no esporte do surf. Quem não já pegou uma bela onda nas nossas praias desse extenso litoral do nosso Brasil? As ondas que chegam na praia, quebram-se devido a diminuição da profundidade e aí deixam de ter as características de onda, que veremos a seguir. Essas ondas são ondas denominadas mecânicas, que explicaremos um pouco mais. Outra onda bem difundida são as ondas de rádios e de televisão. Essas são denominadas de ondas eletromagnéticas, que possuem suas características próprias e falaremos mais adiante.

Mas o que é uma onda?

Uma onda surge, quando uma fonte a produz devido a perturbação no meio em que se encontra a fonte. Um exemplo bem palpável são as ondas mecânicas. Uma onda mecânica precisa de um meio para se propagar, porém a propagação é apenas de energia e não de matéria. Podemos observar isso, facilmente, quando uma onda produzida em um lago, por exemplo, se propaga e no caminho da sua propagação ela passa por um objeto que flutua. Esse objeto , apenas terá um movimento de vaivém, subindo e descendo,              ( adquirindo energia potencial gravitacional), mas sem transladar na horizontal .

As ondas eletromagnéticas é composta de um campo elétrico e um campo magnético que oscilam perpendicularmente entre si, e que viajam a uma velocidade da Luz, no vácuo e, portanto, não precisam de um meio para se propagar.

Características de uma Onda

Toda onda é composta das seguintes grandezas físicas:

Amplitude (A), comprimento (λ), frequência (f) e período(T)

Vamos identificar cada uma dessas grandezas observando uma onda gerada em uma corda, através de uma perturbação vertical provocada por uma fonte, que no caso é a mão de um experimentador.

 

 

 

 

 

 

A amplitude A é a distância da crista ou do vale ao nível de equilíbrio.

O comprimento λ é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos, que corresponde a distância que uma perturbação percorre em um período T.

A frequência f é o número de vibrações (ciclos) que a fonte executa na unidade de tempo T. No exemplo acima será a quantidade de vezes que a mão (fonte) completa um ciclo em certo instante t. A frequência de uma onda é sempre igual a frequência da fonte que deu origem a onda.

Podemos, ainda definir a velocidade da onda que se propaga, usando simplesmente o conceito de velocidade v= d/∆t, então a velocidade de uma onda será: v = λ/T e como        f = 1/T, podemos expressar a velocidade da seguinte forma: v = λ.f

Exemplo

Observando a figura acima da representação de uma onda numa corda, suponha que λ = 0,20 m e que a mão faz uma oscilação completa em t= 0,4s. Determine:

a.  A velocidade de propagação da onda na corda;

b.  A frequência da oscilação da mão

Solução

a- Do conceito de velocidade temos: V= ∆X/∆t , então  velocidade da onda é dada por:

V= λ / t = 0,2m/0,4s  = 0,5m/s . Observe que  como o inverso do período é a frequência (f), então a velocidade pode ser escrita como : v = λ.f

b- A frequência é o inverso do período, portanto f = 1/T   ,  f= 1/0,4 s = 2,5 s ^-1  = 2,5Hz

Exemplos de ondas mecânicas

• Onda que se formam em um lago, quando há perturbação em certo ponto do lago. Essa perturbação pode ser provocada por uma simples pedra que ao ser deixada cair e atingir a superfície do lago, produz uma onda a partir desse ponto. No caso a fonte que produz a propagação foi a pedra, mas poderia ser a mão de uma pessoa que pode produzir o efeito semelhante.
• Onda em uma mola que ao ser comprimida subitamente por uma pessoa, aumentando a densidade de elos nessa região, produz uma onda longitudinal, onde essas compressões vai se propagando transportando assim energia, mas não matéria ao logo da mola.
• Ondas sonora produzida, por exemplo, pelas cordas de um violão, que ao ser deslocada transversalmente desloca o ar produzindo som. A nossa fala se dá devido a propagação da onda pelo ar, que é produzida pelas cordas vocais, que vibram, e assim desloca o ar produzindo som ao atingir o. As cordas vocais é a fonte da produção.

Exemplos ondas eletromagnéticas

• Ondas de rádio e TV– São as ondas de menor energia por ter baixa frequência (f) e, portanto, grandes comprimentos de onda (λ), que variam de 10m a 10km
• Microondas – Está localizada no espectro eletromagnético entre as ondas infravermelho e as ondas de rádio.
• Infravermelho – É a radiação que fica abaixo do vermelho no espectro eletromagnético. Embora esteja na faixa do invisível, essa radiação é bem perceptível, pois ela emite calor.
• Luz visível – Corresponde a uma pequena faixa do espectro eletromagnético é a que consegue sensibilizar a nossa visão e por isso conseguimos enxergar os corpos que emitem ou refletem a luz nessa faixa do espectro. Semelhante as onda sonoras, que são  ondas mecânicas, também possuem uma faixa de frequência onde o ser humano consegue ouvir (20Hz – 20.000 Hz). Fora dessa faixa o som não sensibiliza a nossa audição.
• Ultra violeta –  Possui baixo comprimento e, portanto , alta frequência prejudicando ao ser humano quando atingido diretamente na pele e aos olhos.
• Raio x – De frequência menor que os raios gama é produzido, quando elétrons acelerados colidem com um anteparo duro e devido a sua desaceleração emitem energia, na forma de onda eletromagnética.
• Raios Gama – É a radiação eletromagnética mais energética e, portanto, de alta frequência. Ela surgem no decaimento de átomos radioativos.

Espectro Eletromagnético

Imagem disponível em:

https://pt.wikipedia.org/wiki/Radia_eletromagntica#/media/Ficheiro:EMspectrum_pt.svg