PROFESSOR: Wellington Ondas e Fenômenos Ondulatórios PROFESSOR: Wellington

Ondas: Perturbações (vibrações) que se propagam transportando apenas energia. A propagação ondulatória não transporta matéria

Vibrações Ondas

Classificação das Ondas: Quanto a Natureza Mecânicas: Resultam da matéria vibrando e só existem em meios materiais. Ex.: Ondas do mar, som, ondas em cordas, ... Eletromagnéticas: Resultam da vibração de cargas elétricas e se propagam em meios “transparentes”. Ex.: Luz, ondas de rádio, raios X, ultra violeta, infravermelho,...

Esquema de uma Onda Eletromagnética B → Campo Magnético E → Campo Elétrico

Mandíbula “Remendo” de titânio Note que materiais de alto número atômico são menos “transparentes” aos raios X, como o amálgama das obturações e a placa com parafusos. Os ossos também, embora o cálcio tenha número atômico menor que destes metais.

Ondas Eletromagnéticas Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de pele. Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar doenças. Raios ultravioleta: uso forense Raios infravermelhos (Ondas de Calor): são emitidos por corpos aquecidos e usados para secar pinturas. Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio e televisão.

Unidimensionais Bidimensionais Tridimensionais Quanto a Direção de Propagação

Quanto a Direção de Vibração Transversais Longitudinais Mecânicas Quanto a Direção de Vibração Eletromagnéticas transversais

Transversais: Vibração perpendicular a propagação.

Longitudinais: Vibração paralela a propagação. Numa onda sonora as partículas do meio vibram pra frente e pra trás. λ λ Pressão baixa (vale) Pressão alta (crista)

Elementos das Ondas Periódicas Comprimento de Onda → λ Amplitude (A) → Medida do nível de uma crista até a posição de equilíbrio. Período (T) → Tempo para um ciclo completo. Freqüência (f) → Número de oscilações (ciclos) por unidade de tempo. Depois de emitida a onda, sua freqüência não muda mais. Velocidade → Só depende do meio de propagação da onda.

λ => três maneiras de medir Crista Vale

Medida da Amplitude: Vai do nível de uma crista ou de um vale até a posição de equilíbrio.

Interferência

Depois de emitida a onda, seu período e sua frequência não mudam mais. A velocidade de uma onda só depende do meio onde ela está se propagando. A LUZ é mais rápida em meios menos densos, já o som é o contrário

Sinais mandados da Terra para Marte podem demorar cerca de até 10 minutos para chegar ao planeta vizinho!

Note que onde o som é mais rápido a luz é mais lenta. MEIO DE PROPAGAÇÃO VELOCIDADE DO SOM VELOCIDADE DA LUZ AR 340 m/s 300.000 km/s ÁGUA 1.490 m/s 225.000 km/s

d = λ Δt = T 1 Ciclo

F = força de tração na corda (N) µL = densidade linear da corda (kg/m) Ondas em Cordas A velocidade de uma onda em uma corda é dada pela fórmula de Taylor. F = força de tração na corda (N) µL = densidade linear da corda (kg/m)    

Reflexão de Ondas i = r Num caso real a amplitude (A) diminui. Na reflexão a onda mantém a mesma freqüência(f) e comprimento de onda(λ), alterando sua direção. Num caso real a amplitude (A) diminui. i→ângulo de inci- dência. r→ângulo de re - fração. i = r

Reflexão de Ondas em Cordas Extremidade fixa   Se a extremidade é fixa, o pulso sofre reflexão com inversão de fase, mantendo todas as outras características. Extremidade livre Se a extremidade é livre ou menos densa que a corda, o pulso sofre reflexão sem inversão de fase, mantendo todas as outras características. Esponja

Reflexão de Ondas Circulares

Num caso real a amplitude (A) diminui. Refração de Ondas Na refração a onda mantém a mesma frequência(f), mas o comprimento de onda(λ) e a velocidade se alteram, modificando a sua direção. Num caso real a amplitude (A) diminui.

Ondas do Mar: Note que no raso as cristas se juntam, ou seja, λ diminui junto com a velocidade.

Polarização Ocorre quando uma onda assume um único plano de vibração, ou seja, restringe a vibração à uma única direção. Só acontece com ondas transversais. Portanto todas as ondas eletromagnéticas polarizam, pois são todas transversais. O som não polariza, pois é longitudinal.

Luz Polarizada Polarizador Luz Polarizada

Luz Polarizada

Difração de Ondas Ocorre quando uma onda contorna um obstáculo. Christian Huygens Ocorre quando uma onda contorna um obstáculo.

Difrata mais quando: Comprimento de onda (λ) for grande comparado ao obstáculo. Sons graves difratam mais, pois tem maior λ. A luz difrata em obstáculos muito pequenos, como um vírus. Por isto o microscópio óptico não os detecta.

Difração em uma Fenda

Ondas estacionárias são ondas que permanecem em uma posição constante em um intervalo de tempo arbitrário. Quando essas ondas se superpõem, há a formação de interferência.

Os pontos do meio no qual ela é estabelecida oscilam em MHS (Movimento Harmônico Simples), com amplitudes que dependem da posição do ponto considerado.