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O que é uma onda?

Uma onda é uma energia que se propaga

 Tradução automáticaTradução automática Categoria: matéria e partículas
Actualização 15 de agosto de 2014

Dizer que uma onda é a propagação de uma perturbação do ambiente não é suficiente para entender o que é uma onda.
Dizer que a velocidade, o comprimento de onda e a frequência são as 3 propriedades que caracterizam uma onda, e que a relação entre as três variáveis ​​é v=λ*ν isso não é suficiente para entender o que é uma onda.
Dizer que uma onda se desloca com uma velocidade específica que depende das características do meio de propagação, isso não nos mostra a onda. Dizer que uma onda transporta energia sem transportar matéria, ainda não nos diz nada sobre a natureza de uma onda.
Agora imaginamos uma corda que é sacudida de um gesto vertical. Essa simples mudança vai desenhar uma onda de uma certa altura, o que parece estar se espalhando para a frente, mas na realidade nenhuma parte da corda se move, cada ponto vai e vem, movendo verticalmente. Esta amplitude nos dá uma idéia da força com que é sacudida a corda, mas não a própria onda.
Para entender o que uma onda deve remover a corda e imaginar as moléculas de ar sofrer a pressão mecânica da corda. Neste ponto, só permanece no meio (ar) do que a energia, a força gerada pelo movimento da corda. Esta energia faze oscilar a pressão de ar em torno de um valor de equilíbrio, a pressão aumenta e diminui alternadamente em torno deste valor. A onda (energia) move as moléculas de ar sem as transportar. Enquanto você sacudis a corda, podemos medir a distância entre duas solavancos ou 2 ocos, essa distância é o comprimento de onda medido em metros. A taxa à qual a corda é agitada é a frequência da onda medida em Hertz. A velocidade da onda medida em metro/segundo é igual à frequência da onda multiplicado pelo comprimento.

 

Uma onda se propaga no um meio estável, capaz de voltar a um estado de equilíbrio, para uma onda sonora, que é a pressão do ar que se move em relação a um valor médio para uma onda electromagnética que é a intensidade do campo electromagnético, que se desloca em relação a um valor médio do campo.
A eletricidade pode ser estática, como âmbar, depois de friccionado, atrai pequenos objetos. O magnetismo também pode ser estático como um ímã. Mas quando estes campos se movem juntos, eles se tornam ondas eletromagnéticas (ver imagem). As ondas electromagnéticas são formadas quando um campo eléctrico (indicado pelas setas vermelhas) é acoplado com um campo magnético (representada por setas azuis). Os campos eléctricos e magnéticos de uma onda electromagnética são sempre perpendicular em relação uns aos outros, mas também perpendicular à direção da onda.
Ambos os tipos de ondas, mecânicas e eletromagnéticas são duas maneiras de transferir a energia em um meio. As ondas na água e as ondas sonoras no ar são dois exemplos de ondas mecânicas. Esta transmissão de energia perturba ou faze vibrar a matéria (sólido, líquido, gasoso ou plasma) sem a transportar, as moléculas de água ou de ar se chocam, mas permanecem no mesmo lugar.
Um campo magnético variável induz um campo eléctrico variável, e vice-versa, os dois estão ligados. Estes dois campos quando eles acoplam-se (equações de Maxwell) forman as ondas eletromagnéticas (ver imagem). As ondas eletromagnéticas ao contrário de ondas mecânicas, não precisa do meio para espalhar, eles viajam em todos os lugares, até mesmo no vácuo do espaço.
A luz, as ondas eletromagnéticas e as radiações vêm todos do mesmo fenômeno físico: a energia eletromagnética.

 ondas mecânicas e eletromagnéticas

Imagem: As ondas electromagnéticas são formadas pela vibraçoes sinusoidais de campos eléctricos e magnéticos. Estes campos estão sempre perpendicular em relação um ao outro, mas também perpendicular à direção do movimento da onda. Uma vez formada, essa energia desloca-se à velocidade da luz, até o próximo interacção com a materia. Uma onda eletromagnética é uma onda transversal.

nota: A onda é chamada transversal se a energia move-se perpendicularmente à direção de deslocação da onda (movimento do braço que sacode a corda ou a energia de uma pedra que cai na água). A onda é chamada longitudinal se a energia move-se na direção de deslocação da onda (o íman do altifalante). Uma onda pode estar tanto longitudinal e transversal (uma vara notável em um tambor).

Frequência, comprimento de onda e energia

    
A frequência, o comprimento de onda ea energia estão relacionados matematicamente, só sei um destes três valores para calcular os outros dois. As micro-ondas e ondas de rádio são geralmente descritas em termos de frequência (Hertz), a luz infravermelha e a luz visível em termos de comprimento de onda (λ), e raios-x e raios gama em termos de energia (elétrons-volt).
A frequência da onda é o número de fenômenos periódicos (cristas) que reproduzem-se em um segundo, é dada em Hertz, de acordo com Heinrich Hertz (1857-1894), que estabeleceu a existência de ondas de rádio. A partir de ondas de rádio até os raios gama, a frequência é medida em poucos Hertz para 1026 Hertz.
O comprimento de onda é a distância entre dois vértices (as ondas electromagnéticas têm picos e vales semelhantes às das ondas do mar). As ondas as mais longas (ondas de rádio) pode medir alguns quilômetros e mais, enquanto as ondas as mais curtas (ondas gama) produzidas pelo núcleo atômico, pode ser de até 10-12 m (tamanho do núcleo atômico).
  A energia de uma onda eletromagnética é medida em elétron-volts (eV). Um electrão-volt é a quantidade de energia cinética necessária para mover um electrão por meio de um potencial de voltagem de 1 volt. A energia mais baixa é a energia das ondas de rádio (poucos eV), enquanto que as energias mais altas são aqueles raios gama. Os raios gama são radiações de fótons de muita alta energia (acima de 100 keV) suficientes para remover um elétron de sua órbita. Os raios gama são a forma mais energética da luz.

nota: Entre o comprimento de onda (λ) e frequência (ν) é a seguinte relação: ν = c / λ
ν = frequência de onda em hertz
c = velocidade da luz no vácuo, em m/s
λ = comprimento de onda em metro
 Espectro eletromagnético, os raios gama
           
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