ONDAS Prof. Neemias Alves de Lima Colegiado de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais Colegiado de Engenharia de Produção 1 O que é uma onda? corda em repouso corda em movimento pedra em um lago "Onda é a perturbação que ocorre em um meio" 2 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 3 Formas de propagação Longitudinais: propagação pertubação Exemplo: Propagação de perturbação no ar = ondas sonoras 4 Transversais: pertubação propagação Ondas na superfície de um lago: Ondas eletromagnéticas: 5 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) 7 Velocidade: Distância Velocidade Tempo Comprimento deOnda Velocidade v Período vpartícula vonda f 8 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. 9 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. 10 Comportamento das ondas Extremo Fixo. Observa-se a inversão da fase da onda refletida. Extremo Livre. Sem inversão da fase da onda refletida. 11 Densidade de A < Densidade de B Densidade de A > Densidade de B 12 Duas ondas (TONNNNN e TooNNNNN) com pequena diferença nas suas freqüências quando somadas, produzem o fenômeno de BATIMENTO!!! TOINHoIINHIINHoIINHoIIII.... TONNNNN..... Toonnnnnn...... TOINHoIINHIINHoIINHoIIII.... 13 Várias ondas, quando convenientemente somadas podem tomar a forma de um pulso: + + + + .... = 14 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 15 Espectro Eletromagnético 16 • 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 17 • 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 18 A matéria (elétrons, prótons, etc) também possui natureza ondulatória! Postulado de De Boglie!!! MECÂNICA QUÂNTICA Einstein Planck e muitos outros! 19 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 20 Lista de Exercícios (grupo de 2 ou 3 alunos): http:/www.univasf.edu.br/~neemias.lima/ Entregar até 06 de Novembro via email! 21