professor: wellington e fenômenos ondulatórios ondulatórios
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Ondas
PROFESSOR: Wellington
e Fenômenos Ondulatórios
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Ondas: Perturbações (vibrações) que se propagam transportando apenas energia.
A propagação ondulatória não transporta matéria
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Vibrações Ondas
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Classificação das Ondas:
• Quanto a
Natureza
Mecânicas: Resultam da matéria vibrando e só existem em meios materiais.
Ex.: Ondas do mar, som, ondas em cordas, ...
Eletromagnéticas: Resultam da vibração de cargas elétricas e se propagam em meios “transparentes”.
Ex.: Luz, ondas de rádio, raios X, ultra violeta, infravermelho,...
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Esquema de uma Onda Eletromagnética
B → Campo Magnético
E → Campo Elétrico
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Mandíbula
Note que materiais de alto número atômico são menos “transparentes” aos raios X, como o amálgama das obturações e a placa com parafusos. Os ossos também, embora o cálcio tenha número atômico menor que destes metais.
“Remendo” de titânio
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Ondas EletromagnéticasRaios gama: são emitidos por materiais radioativos e usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de pele.
RAIOS X: AJUDAM OS MÉDICOS A TRATAR E A DIAGNOSTICAR DOENÇAS.
RAIOS ULTRAVIOLETA: USO FORENSE
Raios infravermelhos (Ondas de Calor): são emitidos por corpos aquecidos e usados para secar pinturas.
Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio e televisão.
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• Quanto a Direção de Propagação
UNIDIMENSIONAIS
BIDIMENSIONAIS
TRIDIMENSIONAIS
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• Quanto a Direção de Vibração
MecânicasTRANSVERSAIS
LONGITUDINAIS
Eletromagnéticas TRANSVERSAIS
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Transversais: Vibração perpendicular a propagação.
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Longitudinais: Vibração paralela a propagação.
Pressão alta
(crista)
Pressão baixa(vale)
λ
λ
Numa onda sonora as partículas do meio vibram pra frente e pra trás.
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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.
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Crista Vale
λ => três maneiras de medir
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Medida da Amplitude:
Vai do nível de uma crista ou de um vale até a posição de equilíbrio.
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Interferência
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• Depois de emitida a onda, seu período e sua frequência 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
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Sinais mandados da Terra para Marte podem demorar cerca de até 10 minutos
para chegar ao planeta vizinho!
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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.
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1 Ciclod = λ
Δt = T
fTTt
dv .
1.
fv .
Tv.
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Ondas em Cordas
L
Fv
L
mL
• F = força de tração na corda (N)
• µL = densidade linear da corda (kg/m)
A velocidade de uma onda em uma corda é dada pela fórmula de Taylor.
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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
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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
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Reflexão de Ondas Circulares
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Refração de Ondas
Na refração a onda mantém a mesma frequência(f), mas o comprimento de onda(λ) e a velocidade se alteram, modificando a sua direção.
NUM CASO REAL A AMPLITUDE (A) DIMINUI.
2
2
1
1
21 /{
vv
vfff
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ONDAS DO MAR: NOTE QUE NO RASO AS CRISTAS SE JUNTAM, OU SEJA, Λ DIMINUI JUNTO COM A VELOCIDADE.
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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.
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Luz Polarizada
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Difração de Ondas
Ocorre quando uma onda contorna um obstáculo.
Christian Huygens
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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.
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Difração em uma Fenda
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Ondas estacionárias são ondas que permanecem em uma posição constante em um intervalo de tempo arbitrário. Quando essas ondas se superpõem, há a formação de interferência.
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Os pontos do meio no qual ela é estabelecida oscilam em MHS (Movimento Harmônico Simples), com amplitudes que dependem da posição do ponto considerado.