Ondas são o resultado das perturbações causadas por um sistema qualquer que se propaga no espaço. Uma onda não é capaz de transportar matéria, apenas energia. As ondas são estudadas pelo ramo da Física chamado de ondulatória.
Perturbação é o movimento inicial, aquilo que origina a onda e a propagação é a onda em si. As ondas modificam as propriedades no meio em que se encontram.
Classificação das ondas
Elas são classificadas seguindo três critérios: natureza, tipo de vibração e direção da propagação.
Quanto à natureza
- Mecânicas: são ondas que precisam de um meio material de propagação.
Necessitam das partículas do meio para transportar energia.
Exemplos: ondas sonoras, cordas e no mar.
- Eletromagnéticas:
não precisam de um meio material de propagação. Elas se propagam no vácuo – onde não há molécula -, e a velocidade de todas as ondas eletromagnéticas é a mesma e equivale a 300.000.000 m/s.
Exemplos: luz, ondas de rádio e TV e raio-x.
Quanto à forma
- Transversais: possuem a propagação perpendicular à vibração. Ou seja, a perturbação e a propagação fazem 90º entre si. Um exemplo são as ondas geradas em cordas.
Obs: Todas as ondas eletromagnéticas são transversais.
- Longitudinais: propagação paralela à vibração. Ou seja, perturbação e propagação fazem 0º entre si.
Exemplo: o som se propaga nas moléculas do ar através de compressão e rarefação. Isso classifica o som como um tipo de onda longitudinal.
Dica:o som é uma onda mecânica, longitudinal; já a luz é uma onda eletromagnética, transversal.
Quanto à direção da propagação
- Unidimensional: se propagam em apenas uma dimensão.
Exemplo: ondas em cordas
- Bidimensional: se propagam em duas direções. Por exemplo, quando uma pedra é lançada em um lago, isso forma sistemas circulares. Essas ondas se propagam na superfície da água em duas dimensões.
- Tridimensional: se propagam para todas as direções possíveis.
Exemplos: o som e as ondas eletromagnéticas.
Elementos da onda
- Vale: sempre o ponto mais baixo da onda;
- Crista: é sempre o ponto mais alto de uma onda;
- Amplitude:
é a distância entre a linha central ou da linha central até o vale. Ou seja, está relacionada com a energia que foi utilizada para gerar uma onda. Quanto maior a amplitude, maior é a quantidade de energia transportada por uma onda. Elemento representado pela letra (A).
- Frequência: é a quantidade de oscilações produzidas dentro de um intervalo de tempo, sendo representada pela letra (f).
Por exemplo: O número da rádio que o ouvinte sintoniza é a frequência, a antena da rádio está emitindo aquela quantidade de ondas por segundo. Uma frequência de 99 MHz (esse mega é um prefixo multiplicativo que significa milhões). Hertz é a unidade no Sistema Internacional (SI) que determina a frequência.
- Velocidade: esse elemento é representado pela letra (V).
A velocidade depende do meio em que está se propagando. Para calcular a velocidade, temos a seguinte equação:
- Comprimento: é a distância entre dois vales ou duas cristas consecutivas. Ou seja, é a distância que a primeira ondulação percorreu até que a segunda iniciasse. Esse elemento é representado pela letra do alfabeto grego (λ) lambda. O comprimento da onda tem como padrão metros (m).
- Período: tempo necessário para a produção de uma nova onda. Matematicamente falando, a frequência é o inverso do período e o período é o inverso da frequência. Representado pela letra (T). O período tem como padrão segundos (s).
Fenômenos Ondulatórios
- Refração: a oscilação muda de meio de propagação e, consequentemente, uma mudança de velocidade;
- Difração: é o fenômeno que ocorre quando as ondas encontram obstáculos à propagação, causando um desvio ou flexão em volta deles;
- Reflexão: onda que incide, ela bate no obstáculo e acaba sendo refletida. Nenhuma característica da onda é alterada, se o alvo estiver em repouso. Caso o objeto esteja em uma velocidade considerável, tem que levar em consideração o efeito doppler;
- Interferência: encontro de duas ondas. A interferência pode ser construtiva (aumento da amplitude) e destrutiva (diminuição da amplitude);
- Ressonância: é o fenômeno em que um sistema vibratório conduz outro sistema a oscilar com maior amplitude em frequências específicas.