Ondas: Conceitos e Classificação

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Larissa Rocha Pereira 
Física: Ondas e ótica 
Ondas 
Uma onda é um movimento (vibração) causado por uma 
perturbação, e esta se propaga através de um meio. 
 
 
 
 
 
 
 
Um exemplo de onda é tido quando joga-se uma pedra em um lago de 
águas calmas. O impacto causará uma perturbação na água, fazendo 
com que ondas circulares se propagem pela superfície da água. 
Definição 
 As ondas transportam energia, sem envolver transporte de 
matéria. 
 
 
 
 
 
 
 
 Ex: Uma folha na superfície da água de um lago quando lhe 
atiramos uma pedra 
Estudo de Caso - o Surfista 
Porque se uma onda não 
transporta matéria, apenas energia, 
o surfista pode se transportar nas 
ondas do mar? 
 
Velocidade de uma onda : 𝑉 = λ 𝑓 
↓ v = ( g.h↓)1/2 
 
 À medida que a onda se propaga, há uma mudança de velocidade da onda 
devido à alteração do meio em que a ela está se propagando. 
Da parte mais funda 
para a mais rasa 
 O período das ondas não muda: 
 
↓ 𝑉 =↓ λ 𝑓 
 
 A energia da onda se conserva: a amplitude 
aumenta 
 
 E este aumento se inicia quando a altura em 
relação à superfície se torna igual à metade do 
seu comprimento de onda. 
 
 
λ – comprimento da onda
f – frequência 
 
 
Ocorre refração da onda 
Quando a onda atinge uma altura de aproximadamente 1/8 do 
seu comprimento de onda ela irá "quebrar" 
A onda não é mais uma "onda" 
Começa o transporte 
de matéria 
Ele surfa transversalmente à onda 
utilizando da energia das partículas de 
água que estão em movimento circular, 
conseguindo assim, deslocar-se para 
frente junto com a onda! 
 Diariamente encontramos inúmeros tipos diferentes de 
movimentos ondulatórios, tais como o movimento de um 
balanço de praça, de um pêndulo de um relógio, a corda de 
uma guitarra, vibrações das moléculas de ar ao 
transmitirem as ondas sonoras, etc. 
Invisíveis a olho 
nu 
Classificação das Ondas 
As propagações ondulatórias são classificadas de acordo com 
três critérios: 
 
 natureza da vibração 
 direção da vibração 
 grau de liberdade para a propagação das ondas. 
Mecânica Eletromagnética 
A onda precisa de um 
meio para se propagar 
A onda não precisa de um 
meio para se propagar 
Natureza das Vibrações 
 Não é capaz de propagar-se no vácuo. Podem propagar-se no vácuo e em 
determinados meios materiais 
Mecânica Eletromagnética 
Se propaga com maior 
velocidade quanto mais 
denso for o meio 
Se propaga com menor 
velocidade quanto mais 
denso for o meio 
Natureza das Vibrações 
Mecânica 
 ondas em cordas 
 em molas 
 na superfície e no interior dos líquidos 
 dos sólidos (terremotos) 
 dos gases (som se propagando no ar) 
Eletromagnética 
 ondas de rádio 
 microondas 
 luz visível 
 raios X 
 raios gama 
O trovão 
Velocidade da Luz aprox 300.000 km/s 
Velocidade do som aprox 340 m/s 
Transversal Longitudinal 
A direção de propagação é a mesma 
da direção de vibração 
A direção de propagação é perpendicular 
à direção de vibração 
Direção da Vibração 
Som: onda longitudinal 
 
 O som é uma onda longitudinal pois as partículas deslocam-se para 
a frente e para trás (passando pela posição de equilíbrio), na direcção 
da onda que se propaga. 
Moléculas de ar Autofalante Ouvido 
Mistas 
 
 
 
 
 
 
 
Ambas as condições ocorrem simultaneamente 
 
Ex: perturbações que se propagam pela superfície dos líquidos. 
 
Direção da Vibração 
 As trajetórias das partículas da água são circunferências. A 
medida que aumenta a profundidade, o raio dessas 
circunferências vai ficando cada vez menor, até se tornarem 
nulos. Em função disso, um submarino a uma certa 
profundidade, não toma conhecimento das tempestades 
superficiais. 
 
Graus de liberdade para a propagação das ondas 
 Propagações unidimensionais, as ondas se deslocam sobre 
uma linha 
 Ex: as ondas em uma corda 
 
 Propagações bidimensionais, as ondas são produzidas sobre 
uma superfície 
 Ex: as ondas na superfície dos líquidos 
 
 Propagações tridimensionais, as ondas se propagam em 
todas as direções, por todo o espaço 
 Ex: a propagação do som no ar 
Componentes de uma onda 
Amplitude (A) = é a distância do eixo de equilíbrio a uma crista ou a um vale 
(maior elongação ). 
distância entre duas cristas consecutivas, dois vales 
consecutivos ou ainda uma crista mais um vale. 
 Frequência (f) :é o número de oscilações que ocorrem na unidade 
de tempo (Hz). 
 
f = 1/T (Hz) 
 
 
 Período ( T ): é o tempo de uma oscilação completa, ou ainda, o 
tempo necessário para que um ponto qualquer da onda percorra uma 
distância igual a um comprimento de onda. 
 
T = 1/f (s) 
 
Velocidade de propagação das ondas 
 
 Como não transportam matéria em seu movimento, é previsível 
que as ondas se desloquem com velocidade contínua. 
∆𝑆 = 𝑣 . ∆𝑡 
ΔS=λ , Δt=T 
 
Assim: 
 
λ = 𝑣. T  𝑇 = 
1
𝑓
 
λ = 𝑣 .
1
𝑓
 
𝑣 = λ . 𝑓 
Exemplo 
Qual a frequência de ondas, se a velocidade desta onda é de 195m/s, e 
o seu comprimento de onda é de 1cm? 
 
Som 
 O Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e frequência 
necessárias para ser percebida pelo ser humano. 
 
 As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 
20000Hz (20kHz). 
 voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc. 
↓16Hz - infra-sons  vibrações da água em grandes reservatórios, batidas do 
 coração, etc. 
 
↑ 20kHz - ultra-sons  emitidos por alguns animais e insetos, sonares, aparelhos 
 médicos e industriais. 
Variação dos elementos de uma onda mecânica 
 Altura - está relacionada com a freqüência do som 
↓ 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 
↑ 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 
 Intensidade- está ligada à quantidade de energia transportada pelo 
som 
Variação dos elementos de uma onda mecânica 
↓ 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 
↑ 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 
Variação dos elementos de uma onda mecânica 
 Timbre - corresponde ao conjunto de ondas sonoras que formam um 
som. 
Variação dos elementos de uma 
onda Eletromagnética 
O Espectro Eletromagnético 
Representa o conjunto de todas as ondas eletromagnéticas de diferentes frequências 
Exemplos de ondas eletromagnéticas 
 Ondas de rádio 
Ondas de rádio são um tipo de radiação eletromagnética com 
comprimento de onda maior (e frequência menor) do que a radiação 
infravermelha. 
 
 
 
São geradas : 
 Normalmente: por raios ou por objetos astronómicos. 
 Artificialmente: para rádios amadores, radiodifusão (rádio e televisão), 
telefonia móvel, radar e outros sistemas de navegação, comunicação via 
satélite, redes de computadores e em inúmeras outras aplicações. 
 
 Radiação infravermelha 
 
Ainda que em vertebrados não seja percebida na forma de luz, a 
radiação IV pode ser percebida como calor, por terminações nervosas 
especializadas da pele. 
 
 
 
 
 
 
 
Esta radiação é muito utilizada nas trocas de informações entre 
computadores, telemóveis (celulares) e outros equipamentos 
eletrônicos. 
 
 Espectro visível 
 
 Geralmente esta radiação identifica-se como sendo a luz visível, ou 
simplesmente luz. 
 Situa-se entre a radiação infravermelha e a ultravioleta. 
 Para cada frequência da luz visível é associada uma cor. 
 O espectro visual varia muito de uma espécie animal para a outra. 
 Raios X 
 
Osraios X são emissões eletromagnéticas de natureza semelhante à 
luz visível. O seu comprimento de onda vai de 0,05 ângström (5 
pm - picómetros) até dezenas de angstrons (1 nm - nanómetro). 
 
 
 
1ª Radiografia tirada