1. Introdução

Qual a importância prática das ondas ??? Diversão? pegar ondas no mar, surfar nas ondas mecânicas... Podemos surfar na Internet... Ouvir músicas(ondas sonoras); pelo rádio (ondas eletromagnéticas); ou ver belas imagens (ondas luminosas); através da TV (ondas eletromagnéticas); comendo pipocas feitas no micro-ondas; ondas e mais ondas... Entre nós...

Graças às ondas é que existem muitas das maravilhas do mundo moderno, como a televisão, o rádio, as telecomunicações via satélite, o radar, o forno de micro-ondas, ultrassons, entre outras.

Ondulatória (ondas)

A onda transporta energia e não a matéria do meio.

A onda é somente energia, pois ela só faz a transferência de energia cinética da fonte, para o meio. Portanto, qualquer tipo de onda não transporta matéria.

Chamaremos então de onda:

"Perturbação do meio caracterizada pelo transporte de energia e quantidade de movimento, sem o transporte de matéria."

No estudo da ondulatória é importante entender as classificações das ondas. As ondas podem ser classificadas seguindo três critérios:

1. Quanto à Natureza (dois tipos: Ondas Mecânicas ou Ondas

Eletromagnéticas)2. Classificação em relação à direção de propagação(três tipos: Ondas unidimensionais, Ondas

bidimensionais ou Ondas tridimensionais)3. Quanto à Direção de Vibração ou quanto à Forma: (dois tipos: Ondas Longitudinais ou Ondas

Transversais)

Classificação em relação à direção de propagação

As ondas podem ser dividas em três tipos, segundo as direções em que se propaga:

-Ondas unidimensionais

-Ondas bidimensionais

- Ondas tridimensionais

Ondas unidimensionais

só se propagam em apenas uma direção (uma dimensão), ou seja, uma reta, como a onda em uma corda ou como as oscilações de uma mola, por exemplo.

Ondas bidimensionais

se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano), como a onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água.

Ondas tridimensionais

se propagam em todas as direções possíveis, como ondas sonoras, a luz, etc.

3. Classificação quanto à Direção de Vibração ou quanto à Forma:

- Ondas Longitudinais: São as ondas onde a vibração da fonte é paralela ao deslocamento da onda. Exemplos de ondas longitudinais são as ondas sonoras (o alto falante vibra no eixo x, e as ondas seguem essa mesma direção), etc.

- Ondas Transversais: são ondas que se propagam de forma que a sua direção de propagação é perpendicular à direção de vibração.

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.

Características das ondas

Todas as ondas possuem algumas grandezas físicas, que são:

-Comprimento de Onda (λ):

-Amplitude

- Frequência(f)- Período

ou T = 1/f

•Depois de emitida a onda, seu período e sua freqüência 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

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

***Note que onde o som é mais rápido a luz é mais lenta.

1Ciclod = λ

Δt = T

fTTt

dv .

1.

fv .

Tv.

-Velocidade

PARA ESSA ONDA, DETERMINE:A)A AMPLITURDE

B)O COMPRIMENTO DA ONDA

C)A FREQUÊNCIA

D)O PERÍODO

Ondas em Cordas

L

Fv

L

mL

•F = força de tração na corda, em N;

•µL = densidade linear da corda, em kg/m;    

A velocidade de uma onda em uma corda é dada pela fórmula de Taylor.

Reflexão de Ondas

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

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.

Reflexão de Ondas em Cordas

Esponja

Reflexão de Ondas Circulares

Refração de Ondas

Na refração a onda mantém a mesma freqüência(f), mas o comprimento de onda(λ) e a velocidade se alteram, as vezes alterando sua direção.

Num caso real a amplitude(A) diminui.

2

2

1

1

21 /{

vv

vfff

Ondas do Mar: Note que no raso as cristas se juntas, 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

Luz Polarizada

Polarizador

Difração de Ondas

Ocorre quando uma onda contorna um obstáculo.

Christian Huygens

Difrata mais quando:

•Sons graves difratam mais, pois tem maior λ.

•Comprimento de onda (λ) for grande comparado ao obstáculo.

•A luz difrata em obstáculos muito pequenos, como um vírus. Por isto o microscópio óptico não os detecta.

Estude!

E tire ONDA no Enem