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Onda

Fluxo de energia sem transporte de matéria.

Quando a superfície d’água é perturbada, ocorre transferência e propagação de energia, sem transporte de matéria

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Onda mecânica

Propagação de energia através da vibração das partículas do meio material

Ondas mecânicas

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Onda transversal numa mola

Onda longitudinal numa mola

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Propagação da onda mecânica

Pressão

Onda eletromagnética

Propagação da energia de campo elétrico e magnético combinados.

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Fontes naturais de ondas eletromagnéticas

Terra

+

ondaonda

onda

ondaeletromagnética

� fontes terrestres de onda eletromagnética:

� estações de rádio e de TV, o sistema de telecomunicações àbase de microondas, lâmpadas artificiais, corpos aquecidos e muitas outras.

rádio

lâmpada

corposaquecedores

Sistema de microondas

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O movimento de elétrons entre os subníveis de energia em um átomo absorve e emite onda eletromagnética.

1. Excitação do elétron

• Absorve energia

2. Retorno do elétron

Emite energia

Propagação de ondas eletromagnéticas

fonte

Campo elétrico

Campo magnético

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Características das ondas eletromagnéticas

� Constituídas por energia eletromagnética: campo elétrico e campo magnético variáveis que se propagam;

� Propagam-se na presença ou na ausência de meio material.�no vácuo sua velocidade é máxima:

c=300000km/s = 3.105 km/s ;�Em outros meios materiais propagam-se

com velocidade menor que no vácuo.

Modelo ondulatório

Na propagação de uma onda temos sempre a variação periódica de alguma grandeza física;

� Nas ondas eletromagnéticas – variação de campos elétricos e magnéticos;

� Nas ondas mecânicas – variação da pressão ou da densidade do meio material onde a onda se propaga.

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Características do ciclo de oscilação das ondas

fonte

Campo elétrico

Campo magnético

Frequência da onda: f

É a quantidade de ciclos que ocorrem por segundo .

� É definida pela fonte emissora, pois a onda se propaga com esta mesma freqüência.

� Não depende das características do meio material onde a onda se propaga.

Unidade de medida: Hertz (Hz): 1Hz = 1 ciclo/s

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Exercício

� O gráfico representa a propagação de onda num intervalo de tempo. Encontre o valor da frequência desta onda.

Comprimento de onda - λ:

� comprimento de um ciclo.

� Unidade: metros.

� Pode ser obtido como a distância entre 2 cristas ou 2 vales sucessivos.

0 200 400 600 800 1000

A

λ

λ

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Exercício

� O gráfico representa a propagação espacial de uma onda. Encontre o valor do comprimento de onda.

Velocidade das ondas: v

� rapidez com que a energia se desloca no meio.

� Unidade: metros por segundo (m/s)

tempo

todeslocamenv =

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Exercício

� Uma fonte emite um feixe de luz que se propaga no ar. Encontre a distância que terá percorrido após 20s da emissão.

Velocidade das ondas: v

� A velocidade de uma onda muda com a variação do meio de propagação.

� O comprimento de onda muda em consequênciada mudança na velocidade de propagação.

fv .λ=

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Exercícios

� Uma onda eletromagnética de 3MHz éemitida por uma fonte e se propaga no ar, qual o valor do seu comprimento de onda?

� Qual o valor da freqüência de uma onda cujo comprimento de onda vale 1010 m no vácuo?

Freqüência das ondas mecânicas

� É a freqüência que define se a onda produzirá uma sensação audível no ser humano

20 Hz 20kHz

IS-infrassom Som US-ultrassom

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Espectro eletromagnético

�A faixa correspondente à luz visível pode ser subdividida em:

Luz Visível

4,3 x 1014 Hz

7 x 1014 Hz

VermelhoVermelhoAlaranjadoAlaranjadoAmareloAmareloVerdeVerdeAzulAzulVioletaVioleta

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Raios X�Ondas eletromagnéticas de alta freqüência

Raios Gama ( γγγγ)�Ondas de alta freqüência emitidas por

átomos radioativos

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Freqüência e comprimento de onda das ondas eletromagnéticas

freqüência

• E: energia;

• f: freqüência em hertz;

• h: constante de Planck.

h = 6,63.10-34 J.s

ou

h=4,15.10-15eV.s

fhE .=Energia da onda eletromagnética

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Exercícios

O rearranjo de elétrons em um íon leva àemissão de ondas eletromagnéticas com comprimento de onda no ar igual a:λA = 6.10-5m

λB = 5.10-10m

a. Determine a freqüência e a energia destas ondas.

b. Encontre no espectro qual o tipo de onda emitida.