Perturbação, Onda, Tipos de Onda e Direção da Propagação no estudo da Ondulatória


Perturbação

Consideremos um ponto P num certo meio. A este ponto podemos associar grandezas físicas tais como posição, pressão, temperatura, densidade, potencial elétrico, etc. PERTURBAÇÃO (ou ABALO) é qualquer variação de uma ou mais grandezas.

Perturbação, Onda, Tipos de Onda

Onda

ONDA é qualquer perturbação que se propaga. Sendo assim, podemos ter ondas de posição, de pressão, de temperatura, etc. Exemplo l: Consideremos uma mola ligeiramente tensa, como mostra a figura. Se comprimirmos esta mola ligeiramente em uma de suas extremidades, estaremos provocando uma perturbação que se propaga através da mola com velocidade v.

A garrafa térmica é construída de maneira a evitar as trocas de calor entre o líquido e o meio externo. Para impedir a condução e a convecção, a ampola interna é feita de vidro (mau condutor) com paredes duplas entre as quais faz-se vácuo, que, pela ausência de moléculas, não conduz o calor. A irradiação é evitada pelas as faces espelhadas do vidro interno. Finalmente, um tampa bem ajustada isola a garrafa das possíveis correntes de convecção. Se comprimirmos e distendermos a mola várias vezes, num movimento de vaivém, provocaremos perturbações sucessivas que se propagam na mola, uma atrás da outra, constituindo várias ondas sucessivas ou um trem de ondas.

Direção da propagação

Onda longitudinal: Os sons, quando se propagam em meios fluídos (líquidos, gases e vapores), são ondas longitudinais.

Direção da vibração – Exemplo 2: Consideremos uma corda ligeiramente tensa presa a uma parede, como mostra a figura abaixo. Se balançarmos a extremidade da corda com um movimento rápido de sobe-desce, provocaremos um abalo que se propaga ao longo da corda.

A propagação dessas ondas no vácuo (e no ar) se faz com velocidade de, aproximadamente. 300.000 Km/s e. não requer a presença de meio matéria l.
Portanto, as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo (fora dele também). Ex.: Luz, raio X, ondas de rádio, ondas de TV, etc.

Importante:
O som é uma onda mecânica. A luz é uma onda eletromagnética. Portanto: Se provocarmos vários abalos sucessivos com um movimento de sobe-desce, teremos várias perturbações propagando-se na corda, uma atrás da outra, constituindo um trem de ondas. O som não se propaga no vácuo. A luz propaga-se no vácuo e fora dele. Toda onda transmite energia sem transmitir matéria

De acordo com a direção de vibração das partículas e a direção de propagação da onda, as ondas podem ser classificadas em:

• Ondas longitudinais:
As ondas podem ser de duas naturezas:
•      Ondas mecânicas: Ex.: Som, ondas em cordas, ondas em superfície de líquido, etc. Ex.: Som dos fluídos, onda numa mola, etc.
•      Ondas eletromagnéticas: Uma onda eletromagnética consiste em um campo elétrico e um campo magnético, variáveis com o tempo e com a posição, um perpendicular ao outro, e ambos perpendiculares à direção de propagação. Ex.: Ondas eletromagnéticas, ondas em uma corda tensa, etc.
• Ondas transversais:

Importante: Todas as ondas eletromagnéticas são transversais. As ondas mecânicas podem ser longitudinais ou transversais. Portanto: A luz é uma onda transversal. O som nos fluídos é uma onda longitudinal.