ONDAS
Prof. Neemias Alves de Lima
Colegiado de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais
Colegiado de Engenharia de Produção
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O que é uma onda?
corda em repouso
corda em movimento
pedra em um lago
"Onda é a perturbação que ocorre em um meio"
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Classificação de uma onda
Direção de propagação:
•
UNIDIMENSIONAIS: propagam-se em apenas uma direção
•
BIDIMENSIONAIS: propagam-se em duas direções
•
TRIDIMENSIONAIS: propagam-se em todas as direções
Natureza:
•
MECÂNICA: necessitam de um meio material para se propagarem
•
ELETROMAGNÉTICA: não necessitam de um meio material para se
propagarem
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Formas de propagação
Longitudinais:
propagação
pertubação
Exemplo: Propagação de perturbação no ar = ondas sonoras
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Transversais:
pertubação
propagação
Ondas na superfície de um lago:
Ondas eletromagnéticas:
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Elementos de uma onda
Amplitude:
Comprimento:
6
Período:
Tempo que um elemento (ou ponto) qualquer da onda leva para realizar uma
oscilação completa
T
Freqüência:
1
f 
T
(Hz – Hertz)
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Velocidade:
Distância
Velocidade 
Tempo
Comprimento de Onda
Velocidade 
v
Período
vpartícula  vonda
 f
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A velocidade de propagação das ondas depende da natureza do meio
em que ela se propaga e da sua freqüência
Exemplo 1: prisma
A decomposição da luz branca em suas componentes é resultado das
características do ângulo de incidência e da velocidade da luz no prisma em
função da sua respectiva côr.
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Exemplo 2: terremoto
Mesmo no caso de uma oscilação muito complexa como um terremoto a velocidade de
propagação depende do meio e do comprimento de onda e do tipo de onda.
A diferença de tempo de chegada das ondas em um terremoto permite a estimativa da
distância do seu epicentro.
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Comportamento das ondas
Extremo Fixo.
Observa-se a inversão
da fase da onda refletida.
Extremo Livre.
Sem inversão da fase
da onda refletida.
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Densidade de A < Densidade de B
Densidade de A > Densidade de B
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Duas ondas (TONNNNN e TooNNNNN) com pequena diferença nas suas
freqüências quando somadas, produzem o fenômeno de BATIMENTO!!!
TOINHoIINHIINHoIINHoIIII....
TONNNNN.....
Toonnnnnn......
TOINHoIINHIINHoIINHoIIII....
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Várias ondas, quando convenientemente somadas podem tomar a forma de um
pulso:
+
+
+
+ .... =
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Ondas eletromagnéticas = Luz
Cargas elétricas paradas geram campos elétricos estáticos
Cargas em movimento geram ondas eletromagnéticas
"A onda eletromagnética é do tipo TRANSVERSAL,
sua direção de propagação é TRIDIMENSIONAL e
como a luz não necessita de um meio material para
se propagar, ou seja se propaga no vácuo."
campo
elétrico
campo
magnético
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Espectro Eletromagnético
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• Comprimentos de onda : 1 mm – 0,75 m
• Freqüências : 0,003x1014 Hz – 4x1014 Hz
• Energias : 0,0012 eV – 1,65 eV
• Comprimentos de onda : 0,75 m – 0,40 m
• Freqüências : 4x1014 Hz – 7,5x1014 Hz
• Energias : 1,65 eV – 3,1 eV
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• Comprimentos de onda : 400 nm – 10nm
• Freqüências : 7,5x1014 Hz - 3x1016 Hz
• Energias : 3,1 eV – 124 eV
• Comprimentos de onda : menores que 10nm
• Freqüências : maiores que 3x1016 Hz
• Energias : maiores que 124 eV
• Comprimentos de onda : menores que 10 –12 m
• Freqüências : maiores que 1020 Hz
• Energias : maiores que 1 MeV
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A matéria (elétrons, prótons, etc) também
possui natureza ondulatória!
Postulado de De Boglie!!!
MECÂNICA QUÂNTICA
Einstein
Planck
e muitos outros!
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Elétrons versus Luz
Feixe
Comprimento de
onda
Microscópio
Eletrônico
Microscópio
Ótico
Elétrons
Luz
0.06 A (40 kV) -7500 A (visível)
0.0087 A (100
– 2000 A (UV)
kV)
Meio
Vácuo
Atmosfera
Lentes
Magnéticas
Oticas
35’
70o
Abertura
Ponto a ponto: 5
Resolução
A
Rede: 2 A
Visível: 2000 A
UV: 1000 A
Aumento 100x – 300000x
10x – 2000x
Focalização
Elétrica
Mecânica
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Lista de Exercícios (grupo de 2 ou 3 alunos):
http:/www.univasf.edu.br/~neemias.lima/
Entregar até 06 de Novembro via email! 21