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Yasmin Oliveira Muniz

Nasmyn Caroline Rossine

Julia Oliveira de Morais

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A ondulatória é a parte da física que estuda os fenômenos relacionados às ondas. As ondas são perturbações que se propagam através de um meio (ou no vácuo, no caso das ondas eletromagnéticas), transportando energia sem transporte de matéria. Vamos abordar alguns conceitos e classificações importantes.

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Classificatória das ondas quanto á natureza:

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Classificatória das ondas quanto á natureza:

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Mecânicas: Necessitam de um meio material para se propagar (ex.: ondas sonoras, ondas em cordas). Elas não se propagam no vácuo.

Eletromagnéticas: Não necessitam de um meio material, podendo se propagar no vácuo (ex.: luz, ondas de rádio, raios X).

De matéria: Referem-se a ondas associadas a partículas, descritas pela mecânica quântica (ex.: ondas de elétrons).

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Transversais: A vibração das partículas do meio ocorre perpendicularmente à direção de propagação da onda (ex.: ondas na superfície da água, ondas eletromagnéticas).

Longitudinais: A vibração das partículas do meio ocorre na mesma direção da propagação da onda (ex.: ondas sonoras).

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Unidimensionais: Propagam-se em uma única direção (ex.: ondas em uma corda).

Bidimensionais: Propagam-se em duas dimensões (ex.: ondas na superfície da água).

Tridimensionais: Propagam-se em todas as direções no espaço (ex.: ondas sonoras no ar).

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Onda periódica:

Ondas periódicas são uma sucessão de ondas iguais, ou seja, pulsos que se repetem em um intervalo de tempo constante, um período.

As ondas periódicas são formadas por pulsos com período constante. Embora a perturbação do meio seja propagada por ele todo, se selecionarmos um único ponto da onda, perceberemos que ele permanecerá no mesmo local durante o movimento. Como qualquer onda, as periódicas possuem crista, vale, frequência, comprimento de onda, período e velocidade de propagação.

Exemplos incluem ondas sonoras de um diapasão, ondas de rádio, ou a luz emitida por um laser.

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A teoria ondulatória é uma das principais abordagens para compreender a natureza da luz e de outras formas de radiação eletromagnética. Aqui estão algumas características fundamentais dessa teoria:

1. Natureza de Onda: Segundo a teoria ondulatória, a luz se comporta como uma onda. Isso significa que ela pode ser descrita em termos de comprimento de onda, frequência e amplitude. Essas ondas podem se propagar através de diferentes meios, como o vácuo ou materiais transparentes.

2. Propagação: As ondas eletromagnéticas, como a luz, se propagam no espaço à velocidade da luz, que é aproximadamente 299.792.458299.792.458299.792.458 metros por segundo no vácuo. Essa velocidade pode diminuir quando a luz passa por materiais com diferentes índices de refração.

3. Interferência: A teoria ondulatória explica fenômenos como a interferência, onde duas ou mais ondas se combinam para formar uma nova onda. Isso pode resultar em padrões de franja de interferência, que são evidências de que a luz se comporta como uma onda.

4. Difração: A difração é o fenômeno pelo qual uma onda se curva ao passar por uma abertura ou ao contornar um obstáculo. Esse comportamento é observado quando a luz passa por fendas estreitas ou bordas de objetos.

5. Polarização: A polarização é um efeito onde as ondas de luz são orientadas em uma direção específica. A luz polarizada é resultado da emissão ou passagem da luz através de filtros que permitem apenas ondas vibrando em uma direção específica.

6. Comprimento de Onda e Frequência: A luz visível é composta por ondas com comprimentos de onda que variam entre aproximadamente 400 nm (violeta) e 700 nm (vermelho). A frequência das ondas está inversamente relacionada ao comprimento de onda, conforme a fórmula c=λ⋅fc = \lambda \cdot fc=λ⋅f, onde ccc é a velocidade da luz, λ\lambdaλ é o comprimento de onda e fff é a frequência.

7. Refração: Quando a luz passa de um meio para outro com um índice de refração diferente, ela muda de direção. Esse fenômeno é conhecido como refração e pode ser descrito pela Lei de Snell.

8. Teoria de Maxwell: As equações de Maxwell, formuladas por James Clerk Maxwell, descrevem a propagação das ondas eletromagnéticas e estabelecem a base matemática para a teoria ondulatória da luz. Essas equações mostram como os campos elétrico e magnético oscilam e se propagam no espaço.

Essas características permitem explicar muitos fenômenos ópticos e são fundamentais para a compreensão da luz e outras ondas eletromagnéticas em vários contextos, desde a física até a engenharia e a tecnologia.

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Onda não periódica:

É uma onda que não apresenta um padrão repetitivo ou regular ao longo do tempo. Ela pode ter variações irregulares na amplitude, frequência, ou outras características. Exemplos de ondas não periódicas são as ondas de um ruído branco (som com todas as frequências misturadas aleatoriamente) ou as ondas geradas por um tremor de terra.

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Elementos de uma onda periódica são:

As ondas periódicas, como qualquer onda, possuem: amplitude (A), comprimento de onda (λ), frequência (f), período (T) e velocidade de propagação (v).

Amplitude (A): é a distância entre o eixo central e o ponto mais alto (crista) ou mais baixo da onda (vale). Sua unidade de medida no Sistema Internacional é o metro (m).

Comprimento de onda (λ): é a medida de um ciclo completo da onda, que pode ser medido entre duas cristas, dois vales ou entre uma crista e um vale. Sua unidade de medida no S.I. é o metro (m).

Frequência (f): é a quantidade de ciclos em um determinado intervalo de tempo. Se as cristas e os vales estão muito próximos, isso significa que a frequência da onda é alta, do contrário, a frequência é baixa. Sua unidade de medida no S.I. é o hertz (Hz).

Período (T): é o intervalo de tempo para se completar um ciclo de onda. Por isso, o período é medido no intervalo de um comprimento de onda. Sua unidade de medida no S.I. é o segundo (s).

Velocidade de propagação (v): muda dependendo do meio onde a onda está, e é dada pela equação fundamental da ondulatória: V = λ/T = λ . f. Sua unidade de medida no S.I. é o metro por segundo (m/s).

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Conclusão:

Em conclusão, os fundamentos da ondulatória são essenciais para compreender uma ampla variedade de fenômenos naturais e tecnológicos. O estudo das ondas abrange desde as ondas mecânicas, como o som e as ondas sísmicas, até as ondas eletromagnéticas, como a luz e as ondas de rádio, destacando a importância da frequência, do comprimento de onda, da amplitude e da velocidade de propagação. A compreensão desses conceitos permite não apenas explicar fenômenos cotidianos, mas também desenvolver tecnologias fundamentais para a comunicação, a medicina, a engenharia e diversas outras áreas. Portanto, a ondulatória não apenas revela os mecanismos invisíveis que moldam nosso mundo, mas também impulsiona avanços científicos e tecnológicos que melhoram nossas vidas.

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Bibliografia:

SILVA, Jéssica. Fundamentos conceituais da ondulatória básica. Brasil Escola. Disponível em: https://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/fundamentos-conceituais-ondulatoria-basica.htm. Acesso em: 12 set. 2024.

SILVA, Jéssica. Natureza de uma onda. Brasil Escola. Disponível em: https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/natureza-uma-onda.htm. Acesso em: 12 set. 2024.

USP - Universidade de São Paulo. Ondas - Definição e Tipos | Minuto do Físico. 2021. Disponível em: https://youtu.be/X6bbaptYiMw?si=2KN47o91YUCttSzS. Acesso em: 12 set. 2024.