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ONDAS Otávio Cesar Castellani Ondas As perturbaAs perturbaçções num sistema em equilões num sistema em equilííbrio brio que provocam um movimento oscilatque provocam um movimento oscilatóório rio podem propagarpodem propagar--se no espase no espaçço o àà sua volta sua volta sendo percebidas noutros pontos do espasendo percebidas noutros pontos do espaççoo movimentos ondulatórios ondas progressivas • Ondas Mecânicas – precisam de um meio físico para se propagarem e obedecem às Leis de Newton (ondas sonoras, da água, sísmicas) • Ondas Eletromagnéticas – não precisam de meio físico para se propagarem viajando no vácuo todas à mesma velocidade c ≈ 3x108 m/s (radiação eletromagnética, eg luz) Tipos de ondas Tipos de ondas Ondas Mecânicas Som Onda em corda Onda em mola Ondas na água Tipos de ondas Ondas eletromagnéticas luz Raio x Micro-ondas Ondas de rádio Ultra-violeta outras Tipos de propagação de ondas • Onda Transversal • Onda Longitudinal • Ondas Mistas LONGITUDINAL: ONDA SE PROPAGA NA MESMA DIREÇÃO DO PULSO TRANSVERSAL: ONDA SE PROPAGA NÃO PARALELAMENTE AO PULSO O que se propaga? • Estado de movimento No movimento ondulatNo movimento ondulatóório propaga ou rio propaga ou transmite e energia e momentotransmite e energia e momento |CRISTA Vale Nó COMPRIMENTO DE ONDA λ λ Período (T) O período de uma onda é o tempo que se demora para que uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento de onda, ou um λλλλ , seja criado. Logo, é o tempo necessário para a realização de 1 oscilação completa. Frequência (f) A frequência representa o número de oscilações completas que uma onda dá a cada segundo. Obs: Uma oscilação completa representa a passagem de um comprimento de onda - λλλλ . f T 1 = t S V ∆ ∆ = T V λ = fV .λ= EquaEquaEquaEquaçççção ão ão ão Fundamental das Fundamental das Fundamental das Fundamental das ondasondasondasondas Espectro de ondas Eletromagnéticas 10-18 10-14 10-6 10-10 10-2 102 106 1.24.1012 1.24.108 1.24.104 1.24 1.24.10-4 1.24.10-8 1.24.10-12 GAMA RAIOS CÓSMICOS RADIAÇÕES IONIZANTES RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES ULTRAVIOLETA LUZ VISÍVELINFRAVERMELHO RAIOS X MICROONDAS, RADAR, TV TV, ONDAS CURTAS, RÁDIO COMPRIMENTO DE ONDA (METROS) ENERGIA (eV) Luz visível ~ 790 to 700 THz~ 380 to 430 nmvioleta ~ 700 to 600 THz~ 430 to 500 nmazul ~ 600 to 580 THz~ 500 to 520 nmCiano ~ 580 to 530 THz~ 520 to 565 nmverde ~ 530 to 510 THz~ 565 to 590 nmamarelo ~ 510 to 480 THz~ 590 to 625 nmlaranja ~ 480 to 405 THz~ 625 to 740 nmvermelho Intervalo de Frequência Intervalo de comprimento de onda cor – Para uma corda Velocidade em um meio homogêneo – Equação de Taylor µ TFv = µ – densidade linear da corda µ = m/L RELEXÃO Na reflexão, a onda mantém suas características. • Reflexão de uma onda numa corda nas suas fronteiras REFRAÇÃO LEI DE SNELL 2 1 2 1 sen sen λ λ == V V r i A frequência da onda permanece constante na refração INTERFERÊNCIA A = A1 + A2 A = A1 – A2 DIFRAÇÃO: Propriedade da onda contornar obstáculos Condição: abertura ~ comprimento de onda LUZ: DUALIDADE ONDALUZ: DUALIDADE ONDA--PARTPARTÍÍCULACULA Hipótese de partícula (Newton): pequenas esferas se movendo a altas velocidades. “Prova”: formação de sombra de objetos. Hipótese de onda (Huygens): a luz vibra o meio Prova: experiência de Young - franjas Mundo quântico – Feixe de elétrons Mas, no decorrer de um intervalo de tempo muito longo: o histograma apresenta um perfil de interferência... Difração eletrônica Experimento de Thomson Davisson e Thomson receberam o prêmio Nobel em 1937 Os resultados aqui apresentados para elétrons são compatíveis com os dos fótons através da fenda dupla raios – X elétrons A experiência de Young • Os experimentos de difração eletrônica indicam que, depois de passar por duas fendas , partículas suficientemente pequenas (elétrons, por exemplo) apresentam uma figura de interferência ao serem detectadas num anteparo. Ondas Estacionárias Se duas ondas com a mesma amplitude e Se duas ondas com a mesma amplitude e comprimento de onda, se deslocarem em sentidos comprimento de onda, se deslocarem em sentidos opostos ao longo da mesma direopostos ao longo da mesma direçção, a sua ão, a sua interferência produzirinterferência produziráá um onda estacionum onda estacionááriaria Nodo ou nó ventre nodo antinodo 2 λ Ondas Estacionárias - Distância entre dois ventres consecutivos ou entre dois nós consecutivos vale λλλλ/2 - Distância entre um nó e um ventre consecutivo vale λλλλ/4
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