ONDULATÓRIA ONDA perturbação que se propaga em um meio transferir energia sem transportar matéria.

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Melissa Maria Júlia Martini Paiva
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ONDULATÓRIA Entender o comportamento das ondas é fundamental para entender boa parte da natureza que nos cerca, uma vez que, muito dos fenômenos que nos cercam, tem comportamento ondulatório.

1 ONDULATÓRIA Entender o comportamento das ondas é fundamental para entender boa parte da natureza que nos cerca, uma vez que, muito dos fenômenos que nos cercam, tem comportamento ondulatório. Por exemplo: Para nos comunicarmos utilizamos ondas eletromagnéticas(luz), para enchergar e sermos vistos e ondas sonoras, para falar e escutar, logo sem as ondas nossa vida seria totalmente diferente. ONDA: é uma perturbação que se propaga em um meio, e tem como principal característica o fato de transferir energia sem transportar matéria. 1

e o vale; Comprimento de onda: é a distância entre dois vales, duas cristas, ou entre um ponto qualquer da onda e outro onde a mesma começa a se repetir, é representado pela letra grega.

2 ELEMENTOS DE UMA ONDA: são as características mais importantes que definem e diferenciam as ondas. Crista: Ponto mais alto da onda; Vale: Parte mais baixa da onda; Amplitude: distância entre a linha que divide a onda simétricamente, representada pela linha tracejada, e a crista ou entre essa linha e o vale; Comprimento de onda: é a distância entre dois vales, duas cristas, ou entre um ponto qualquer da onda e outro onde a mesma começa a se repetir, é representado pela letra grega. Frequência: é o número de oscilações que ocorrem em um segundo. Período: é o tempo para ocorrer uma onda. VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE UM PULSO TRANSVERSAL EM MEIO UNIDIMENSIONAL: quando uma onda se propaga em uma corda ela terá a seguinte velocidade: µ é a densidade linear da corda, m é a massa da corda e L é o comprimento da mesma. ` Um exemplo prático de onda em corda é facilmente observado em um violão, que tem 6 delas. Todas são tensionadas nas extremidades do braço do instrumento, e por terem densidades diferentes, terão velocidades diferentes quando tencionadas com a mesma força. A velocidade de uma onda pode ser calculada também a partir de sua frequência(f) e comprimento de onda: [v]=m/s, utilizando frequência em hertz e o em metros. 2

REFLEXÃO DE UM PULSO EM UMA CORDA: assim como a luz, onda tridimensional, o pulso em uma corda também sofre reflexão. Porém, nesse caso, a reflexão vai depender da extremidade da corda.

3 REFLEXÃO DE UM PULSO EM UMA CORDA: assim como a luz, onda tridimensional, o pulso em uma corda também sofre reflexão. Porém, nesse caso, a reflexão vai depender da extremidade da corda. REFLEXÃO DE UM PULSO COM EXTREMIDADE FIXA: a reflexão na extremidade fixa acontece basicamente por ação e reação e por isso sofre uma reflexão com inversão de fase. REFLEXÃO DE UM PULSO COM EXTREMIDADE LIVRE: com a liberdade durante a reflexão o pulso volta com a mesma fase, ou seja, uma reflexão sem inversão de fase.` REFRAÇÃO DE UMA ONDA UNIDENSIONAL EM UMA CORDA: quando um pulso muda de corda, ou seja, passa para uma corda com uma densidade linear diferente(µ), ocorrerá uma refração, da mesma forma como estudamos com a luz. Como as cordas têm inércias diferentes, a corda formada após a refração mudará: sua velocidade e comprimento de onda( ) enquanto sua frequência se mantém constante. Após a mudança de meio, o pulso será refletido, e o tipo de reflexão vai depender do sentido do pulso: Da corda mais leve para a mais pesada: o pulso será refletido com inversão de fase (µ A < µ B ); Da corda mais pesada para a corda mais leve: o pulso refletido não mudará de fase (µ A > µ B ). FENÔMENOS ONDULATÓRIOS O que veremos agora é mais abrangente dos que os casos anteriores que se referiam apenas a ondas unidimensionais, especialmente aquelas que se propagam em cordas. Durante a propagação, a onda poderá sofrer algumas mudanças, a depender dos obstáculos e meios que atravessar. 3

REFLEXÃO DE ONDAS: como já estudamos durante a óptica geométrica, a reflexão que acontece com a luz, ocorre da mesma forma com todas as outras ondas.

espelho, que formou durante sua incidência no espelho. FIGURA REFLR.

4 REFLEXÃO DE ONDAS: como já estudamos durante a óptica geométrica, a reflexão que acontece com a luz, ocorre da mesma forma com todas as outras ondas. Ao encontrar uma superfície que sirva de espelho, o que vai depender da onda e do material*, a onda é refletida e forma, na sua emergência(saída), o mesmo ângulo formado, com a reta normal ao espelho, que formou durante sua incidência no espelho. FIGURA REFLR. REFRAÇÃO DE ONDAS: Ao mudar de meio material a onda sofrerá uma mudança em sua velocidade e consequentemente em seu comprimento de onda, a essa mudança damos o nome de refração, exatamente como visto com os pulsos. Como agora não nos restringiremos a ondas unidimensionais, poderemos aprofundar alguns detalhes desse fenômeno. Um exemplo muito importante de refração ocorre nas ondas que se propagam na água ao passar de uma região mais profunda para outra mais rasa, ou vice-versa. Como essas ondas se propagam mais rapidamente em àguas mais profundas, elas sofrerão refração ao chegar a um local com profundidade diferente. Esse é um dos fenômenos responsáveis pela formação das ondas do mar. De uma forma geral, ao se refratarem as ondas terão suas características descritas pela lei de Snell-Descartes, exatamente como vimos anteriormente na óptica. É sempre bom lembrar: a frequência depende apenas da fonte, logo se mantêm constante durante a refração. DIFRAÇÃO DE ONDAS: quando as ondas se deparam com um obstáculo elas poderão ter sua propagação limitada por ele ou contornar o mesmo, caso a onda consiga contornar o obstáculo e formar novas frentes de onda ela sofrerá uma difração. O que define o que acontecerá com a onda é a relação entre o comprimento de onda e o obstáculo ou fenda: O FENÔMENO DA DIFRAÇÃO É NÍTIDO APENAS QUANDO O OBSTÁCULO TIVER A MESMA ORDEM DE GRANDEZA DO COMPRIMENTO DA ONDA INCIDENTE. No som isso é facilmente perceptível pois seus comprimentos de onda vão de 2 cm a 20m, logo, coincide com muitos obstáculos cotidianos, como vão de portas e buracos em muros. A luz visível também sofre difração, porém como seu comprimento de onda é muito pequeno, da ordem de metros, sua percepção é dificultada. 4

POLARIZAÇÃO DE ONDAS: uma onda pode oscilar em mais de uma direção de forma simultânea, horizontal e verticalmente, por exemplo, quando isso ocorre, podemos classifica-lá como uma onda não polarizada

Uma onda natural, através da polarização, poderá ter sua vibração restringida a apenas uma direção, similarmente a uma filtração, antes são várias vibrações, após o polarizador a onda passa a ter

5 POLARIZAÇÃO DE ONDAS: uma onda pode oscilar em mais de uma direção de forma simultânea, horizontal e verticalmente, por exemplo, quando isso ocorre, podemos classifica-lá como uma onda não polarizada ou onda natural. Observe que para ser não polarizada a onda deve ter mais de uma direção de vibração, logo as ondas longitudinais não se incluem nesse grupo. Uma onda natural, através da polarização, poderá ter sua vibração restringida a apenas uma direção, similarmente a uma filtração, antes são várias vibrações, após o polarizador a onda passa a ter apenas a vibrar em uma direção, aquela que o polarizador permitir passar por ele. Um detalhe muito importante : apenas ondas transversais pode ser polarizadas. Os polarizadores, ou filtros, são comumente chamados de polaroides. A polarização da luz é muito visível e importante, pois, durante uma polarização é possível diminuir significativamente o brilho de um feixe luminoso, um exemplo importante são os óculos escuros, que quando devidamente fabricados, irão eliminar os raios ultra-violeta* através da polarização, outro caso comum são as vitrines, que polarizadas diminuem a reflexão externa e aumenta a visibilidade da loja para um observador que está fora da mesa. 5

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