Como representar ondas?
Observemos ao lado a fotografia de uma tina de ondas em
funcionamento.
Quando a ponta do vibrador toca a água ele produz uma
perturbação na superfície da água. Esta perturbação
propaga-se a todos os pontos da superfície da água. A partir
deste ponto vemos uma sucessão de bandas circulares as
quais estão representadas na fotografia ao lado. Umas
bandas são escuras e outras são claras. O esquema da figura
1 permite justificar tal situação
Lâmpada
Corte transversal na
superfície da água
Alvo
Figura 1 – esquema da tina de ondas
Figura 2 – representação esquemática de uma onda circular
Neste caso podemos descrever a onda por linhas circulares (Figura 2). A forma circular deve-se ao
facto de a velocidade da onda ter o mesmo valor em qualquer direcção da superfície da água. Em cada
linha de onda as partículas de água estão na mesma fase de vibração.
No espaço a três dimensões as linhas dão
lugar a superfícies esféricas cujo centro é,
o ponto onde foi originada a perturbação
(Figura 3).
Os raios de onda indicam a direcção de
propagação da onda e são perpendiculares
ás superfícies de onda.
No plano, podemos representar a superfície
de onda por uma linha e o raio de onda por
uma seta.
As ondas podem ser representadas tanto
pelos raios de onda como pelas superfícies
de onda.
Figura 3 – raio de onda e superfície de onda
N
As ondas electromagnéticas emitidas por uma fonte pontual no vácuo correspondem a superfícies de
onda perfeitamente esféricas que atingem áreas cada vez maiores, à medida que se afastam da fonte.
A figura 4 pretende ilustrar uma área rectangular de duas superfícies de onda esféricas com origem
numa fonte pontual.
Figura 4 – superfícies de onda
Uma superfície de onda que se considere suficientemente longe da fonte que lhe deu origem, pode
ser considerada uma superfície de onda plana, sendo os raios de onda que a atravessam paralelos
entre si. Este modelo pode ser aplicado aos raios solares, na medida em que, o Sol estando muito
longe da Terra, faz com que as superfícies de onda que origina e que atingem o nosso planeta
possam ser consideradas planas pelo que os raios de onda que as atravessam são paralelos entre si
(Figura 5).
Terra
Figura 5 – superfícies de onda que atingem a Terra vindas do Sol
As ondas sonoras emitidas por um
diapasão podem ser esquematizadas tal
como ilustra a figura 6. Repare-se que
existem zonas em que as linhas de onda
estão mais próximas e zonas em que elas
estão mais afastadas, esta disposição
sugere que este tipo de ondas é
longitudinal. Neste tipo de ondas a
perturbação (oscilação da pressão do ar)
ocorre na mesma direcção de propagação
da onda.
Zona de ar menos
denso , ou seja, de
menor pressão
Zona de ar mais
denso , ou seja, de
maior pressão
Figura 6 – representação esquemática de ondas
sonoras originadas num diapasão
N