Ondas

Definição:

Uma onda em física é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e a periodicidade no tempo é medida pela freqüência da onda, que é o inverso do seu período. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.

Fisicamente uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso). Segundo alguns estudiosos e até agora observado, nada impede que uma onda magnética se propague no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas no vácuo ou dos neutrinos através da matéria onde as partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio, mas não se deslocam.

Exceto pela radiação eletromagnética, e provavelmente as ondas gravitacionais, que podem se propagar através do vácuo, as ondas existem em um meio cuja deformação é capaz de produzir forças de restauração através das quais elas viajam e podem transferir energia de um lugar para outro sem que qualquer das partículas do meio seja deslocada permanentemente como acontece num imã; isto é, nenhuma massa transportada associada pode anular o efeito magnético. Em lugar disso, qualquer ponto particular oscila em volta de um ponto fixo.

Uma onda pode ser longitudinal quando a oscilação ocorre na direção da propagação, ou transversal quando a oscilação ocorre na direção perpendicular à direção de propagação da onda.

Experimento de Hertz

Chama-se o experimento de Hertz ao experimento levado a cabo por Hertz para provar a existência das ondas eletromagnéticas previstas na teoria de Maxwell. Obteve êxito no intento, porém, ironicamente quanto possa parecer, foi nessa experiência que se descobriu a existência do efeito fotoelétrico. Este efeito, mais tarde, provou a existência dos quanta através da explicação de Einstein em 1905.


Classificação das Ondas:

1-    Quanto à natureza:

Onda Mecânica: Precisa de um meio natural para propagar-se

(não se propaga no vácuo). Ex.: corda ou onda sonora (som).

Onda Eletromagnética: Não necessita de um meio natural para propagar-se. Ex.: ondas de rádio ou luz.


2-    Quanto à direção da vibração:

Ondas Transversais: São aquelas que possuem vibrações perpendiculares à direção da propagação.



Ondas Longitudinais: As vibrações coincidem com a direção da propagação.

3-    Quanto à direção da propagação:

Unidimensionais: Propagam-se numa só direção. Ex.: ondas em corda.

Bidimensionais: Propagam-se num plano. Ex.: ondas na superfície de um lago.

Tridimensionais: São aquelas que se propagam em todas as direções. Ex.: ondas sonoras no ar atmosférico.

Ondas Periódicas:

São aquelas que recebem pulsos periódicos, ou seja, recebem pulsos em intervalos de tempo iguais. Portanto, passam por um mesmo ponto com a mesma freqüência.

f= freqüência (Hz )
t = T = tempo ( s )
s =  = comprimento da onda ( m )
V = velocidade da onda ( m/s )

 =  O comprimento da onda é inversamente proporcional à freqüência.


Velocidade da Propagação:

A velocidade da propagação da onda depende da densidade linear da corda (u) e da força da tração.

Reflexão:

É quando a onda, após incidir num segundo meio de características diferentes, volta a se propagar no meio original.

Refração:

Ocorre quando a onda passa de um meio para outro de características diferentes. Devido à mudança, a velocidade e o comprimento se modificam. Ex: onda do mar passando do fundo para o raso.
                         


OBS.: A freqüência não se altera porque esta depende apenas da fonte.

 
Difração:

Ocorre quando uma onda encontra obstáculos à sua propagação e seus raios sofrem encurvamento.


Princípio da Superposição:

Ocorre pela superposição de duas ou mais ondas.

Ondas Estacionárias

São ondas resultantes da superposição de duas ondas com:

-    mesma freqüência
-    mesma amplitude
-    mesmo comprimento de onda
-    mesma direção
-    sentidos opostos


Ao atingirem a extremidade fixa, elas se refletem, voltando com sentido contrário ao anterior. Dessa forma, as perturbações se superpõem às outras que estão chegando à parede, originando o fenômeno das ondas estacionárias.

Característica: amplitude variável de ponto para ponto, isto é, pontos que não se movimentam (amplitude nula).

Nodos: pontos que não se movimentam

Ventres: pontos que vibram com amplitude máxima

É evidente que, entre os nós, os pontos da corda vibram com a mesma freqüência, mas com amplitudes diferentes.

Autoria: Camila Vilar