Velocidade. v= = t tempo necessário para completar 1 ciclo. d distância necessária para completar 1 ciclo. λ T. Ou seja

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1 Velocidade d distância necessária para completar 1 ciclo v= = t tempo necessário para completar 1 ciclo Ou seja f 1 λ v= = λ f = = T k kt No S.I. a velocidade de propagação da onda mede-se em m/s.

2 Exercicios 1) A velocidade do som no ar é de 343 m/s. O som mais baixo que conseguimos ouvir tem uma frequência de 8Hz. Qual é o seu comprimento de onda? 2) O som mais alto tem uma frequência de cerca de Hz. Qual é o seu comprimento de onda? 3) Na agua o som propaga-se a uma velocidade de 1484 m/s. Qual são os comprimentos de onda correspondentes às duas frequências acima? 4) A velocidade de uma onda electromagnetica é a velocidade da luz no vácuo (3.00x108 m/s). Qual é o comprimento de onda de um raio de luz vermelha de frequência de 440 THz? 5) Qual é o comprimento de onda do signal da radio RFM? (93.20 MHz)?

3 Exercicios 1) A velocidade do som no ar é de 343 m/s. O som mais baixo que conseguimos ouvir tem uma frequência de 8Hz. Qual é o seu comprimento de onda? [λ = 42.9 m] 2) O som mais alto tem uma frequência de cerca de Hz. Qual é o seu comprimento de onda? [λ = 17.2 mm] 3) Na agua o som propaga-se a uma velocidade de 1484 m/s. Qual são os comprimentos de onda correspondentes às duas frequências acima? [λ = m, λ = 74.2 mm] 4) A velocidade de uma onda electromagnetica é a velocidade da luz no vácuo (3.00x108 m/s). Qual é o comprimento de onda de um raio de luz vermelha de frequência de 440 THz? [λ = 681 nm] 5) Qual é o comprimento de onda do signal da radio RFM? (93.20 MHz)? [λ = m]

4 Difração Se o cumprimento de onda é mais pequeno de um obstáculo, o obstáculo vai parar a passagem da onda. Exemplo: Quando um raio cai perto, o trovão tem frequências altas e baixas. Quando um raio cai muito longe, só ouvimos as frequências muitos baixas, dado que estas frequências podem dobrar obstáculos e propaga-se a grande distância (as propriedades de absorbção do ar também têm uma influencia importante) Exemplo 2: Uma parede pequena pode não obstacular a passagem de uma onda radio, mas vai impedir a passagem da luz. As duas são ondas electromagneticas.

5 Difração

6 Refração É o processo pelo qual a direção de propagação da onda é alterada quando esta passa de um meio material para outro, onde a sua velocidade de propagação é diferente. No processo de refração a frequência da onda não é alterada, mas a sua velocidade e direção modifica-se de acordo com a lei de Snell: sin (θ 1 ) v 1 n 2 = = sin(θ 2 ) v 2 n1 v1 n indice de refração definido como: v2 n= c v sendo c a velocidade da luz no vácuo

7 Reflexão É uma alteração da direcção de propagação da onda na zona de interface entre dois meio, de modo a que a onda retorna ao meio de origem. reflexão specular reflexão difusa

8 Refração e reflexão Quando uma onda encontra um material diferente, uma parte da onda é reflectida, outra parte é refractada. A fibra óptica é um exemplo de reflexão total interna

9 Prisma de refração Quando a luz branca (composta por vários cdo) penetra no prisma é decomposta pois a radiação com diferentes cdo é refractada com ângulos diferentes. n=n(λ ) Ao sair do prisma as componentes da luz são de novo desviadas em ângulos diferentes formando-se um arco-íris. The Dark Side of the Moon Pink Floyd

10 Interferência Quando as ondas interferem uma com a outra, existem zonas onde a soma das amplitudes resulta numa onda de maior amplitude e outras zonas onde a soma resulta no anulamento da onda.

11 Ondas estacionarias A interferência de duas ondas que se propagam em direções opostas pode resultar numa onda estacionária. Uma onda estacionária não se propaga no espaço e não produz transferência de energia no meio, mas mantém energia. Os nodos (os zeros) da onda mantém-se fixos. Harmónicas musicais são ondas estacionárias que resultam da interferência das ondas refletidas nas extremidades da corda. Para um dado comprimento da corda L apenas os c.d.o. 2L, L, 2L/3, L/2, produzem ondas estacionárias: 1a, 2a, 3a, harmónicas.

12 Efeito Doppler Quando uma fonte produtora de ondas está em movimento dá-se uma fenómeno chamado efeito Doppler. Quando a fonte se aproxima de um observado este vê as ondas serem comprimidas na direcção do movimento, isto é, a sua frequência aumenta e, quando a fonte se afasta do observador este vê as ondas serem distendidas, isto é, a sua frequência diminui. v= λ f A velocidade de propagação não muda. Quando λ aumenta, f diminui. Quando λ diminui, f aumenta.

13 Radiação electromagnetica A radiação eletromagnética é uma forma de energia absorvida e emitida por partículas com carga elétrica quando aceleradas por forças. Ao nível subatómico, a radiação eletromagnética pode ser produzida também quando os átomos ou núcleos atómicos perdem energia. As ondas eletromagnéticas começaram a ser estudadas no início do sec. XIX: Herschel (1800): radiação infravermelha (IV) ao estudar a refração da luz solar; Ritter (1801): radiação ultravioleta (UV) num estudo semelhante; Maxwell ( ): desenvolve as equações de propagação das ondas eletromagnéticas e descobre que a luz é ondas electromagnéticas; Hertz (1887): desenvolve circuitos elétricos para produzir microondas e ondas rádio; Röntegen (1895): descobre os raios-x; Villard (1900): descobre os raios-γ e Bragg (1910): estabelece a sua natureza EM. Planck (1900): desenvolve uma teoria onde é postulado que os corpos emitem radiação EM em pequenos pacotes de energia (quanta). Einstein (1905): postula que esses quanta são partículas e chama-lhes fotões.

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