Ondas Eletromagnéticas e Acústica - Física
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Ondas Eletromagnéticas e Acústica - Física Ondas Eletromagnéticas e Acústica - Física Presentation Transcript

  • ONDAS Profº Zé Roberto
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDASQuanto a dimensão unidimensionais – quando se propagam em apenas uma direção, como as ondas formadas numa corda; bidimensionais – quando as ondas se propagam ao longo de um plano, como as formadas na superfície de um lago. tridimensionais – quando as ondas se propagam em todas as direções. Ex.: ondas sonoras, ondas eletromagnéticas.
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Quanto a propagação
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDASONDAS LONGITUDINAIS
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDASOndas Transversais
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Quanto a natureza
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Mecânicas
  • CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Eletromagnéticas
  • ELEMENTOS DE UMA ONDA PERIÓDICA
  • EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DAS ONDAS
  • PSIU!A expressão anterior, embora tenha sido apresentada para um caso de uma corda (onda mecânica), ela é válida também para as ondas eletromagnéticas. Nestas, se a propagação ocorrer no vácuo (ou no ar), a velocidade é sempre c = 3x 108 m/s. Num outro meio qualquer, a velocidade das ondas eletromagnéticas é menor que no vácuo. Obs:
  • VELOC. DE UM PULSO EM UMA CORDA Densidade linear Formula de Taylor
  • FENÔMENOS ONDULATÓRIOS Principio de HuygensCada ponto de uma frente de onda pode ser considerada como umanova fonte emissora de ondas, produzindo ondas no sentido depropagação da onda com a mesma velocidade e freqüência no meio. Apartir daí a nova frente de ondas é a superfície que tangencia essasondas secundárias
  • REFLEXÃO Considere um pulso propagando-se ao longo de uma corda fixa numa das extremidades.
  • REFLEXÃOAgora o pulso está se propagando numa corda,presa a uma argola que pode deslizar livremente sobre o suporte.
  • PARA A LUZ TEMOS Leis da reflexão
  • REFRAÇÃOPulso propagando-se do meio menos denso para omeio mais denso
  • REFRAÇÃO• Pulso propagando-se do meio mais denso para o meiomenos denso.
  • REFRAÇÃO A figura a seguir nos mostra uma onda propagando-se deum meio (1) para outro meio (2), no qual a onda apresentavelocidade de propagação menor:
  • REFRAÇÃO Lei de Snell-Descartes
  • DIFRAÇÃO
  • POLARIZAÇÃO Atenção: A polarização é um fenômeno característico das ondas transversais, não ocorrendo esse fenômeno com as ondas longitudinais.
  • POLARIZAÇÃOPara a luz temos:Considere agora dois polaróides:A luz que atravessa o primeiro polarizador é polarizadasegundo um determinado plano. A luz transmitida temintensidade i0. Lei de Malus
  • INTERFERÊNCIA
  • DISPERSÃO DA LUZ
  • TESTE DE SALAQuestão 01Assinale com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas, justificando as falsas.a) ( ) O ângulo de reflexão de uma onda vale o dobro do ângulo de incidência.b) ( ) Quando uma onda sofre reflexão, a velocidade de propagação permanececonstante, variando apenas a freqüência e o comprimento de onda.c) ( ) Quando uma onda sofre refração, ela muda de meio e a freqüência da ondapermanece inalterada.d) ( ) Na refração de uma onda, o comprimento de onda permanece constante.e) ( ) A difração só ocorre com ondas longitudinais.f) ( ) A luz, sendo uma onda transversal, pode sofrer tanto difração como polarização.g) ( ) Qualquer onda eletromagnética pode ser polarizada.h) ( ) O fenômeno da interferência só ocorre com ondas longitudinais.i) ( ) Quando a luz branca sofre dispersão, a cor de luz que mais se desvia é avioleta.j) ( ) No vácuo, todas as radiações que compõem a luz branca apresentam a mesmavelocidade.
  • ACÚSTICA
  • FAIXA AUDÍVEL DE SOM
  • VELOCIDADE DAS ONDAS SONORAS
  • VELOCIDADE DAS ONDAS SONORASObservações: Nos gases verifica-se experimentalmente que a velocidade do som aumenta de acordo com o aumento da temperatura do gás. Em que K é a constante que depende da natureza do gás. Pelo exposto, conclui-se que a velocidade do som em um gás é diretamente proporcional à raiz quadrada da temperatura absoluta do gás. No ar, a velocidade do som aumenta de 0,6 m/s para cada acréscimo de 1ºC na temperatura, podendo ser calculada por: Em que t é a temperatura em graus Celsius.
  • QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM Altura Intensidade
  • NÍVEL SONORO
  • TIMBRE
  • FONTES SONORAS Dá-se o nome de fontes sonoras aos aparelhos que emitem ondas sonoras com freqüênciasentre 20 Hz e 20.000 Hz. São elas:• cordas vibrantes – violão, violino, guitarra, piano.• colunas de ar vibrantes ou tubos sonoros – trumpete, flauta, saxofone, trombone.• placas vibrantes – tamborim, xilofone, pandeiro, atabaque.• hastes vibrantes – diapasão.
  • RESSONÂNCIA A ressonância é o fenômeno pelo qual um sistema oscilante começa avibrar, com amplitudes maiores do que as normais, ao receber energia externade freqüência igual à sua freqüência natural.
  • ONDAS ESTACIONÁRIAS
  • CORDAS VIBRANTES
  • TUBOS SONOROS Os instrumentos musicais de sopro, como corneta, pistão, flauta, são essencialmente constituídos por tubos sonoros. Os tubos sonoros podem ser abertos ou fechados.
  • TUBO ABERTO
  • TUBO FECHADO
  • EFEITO DOPPLER É o fenômeno da alteração da freqüência de uma onda, para um observador, devido ao movimento da fonte ou do observador.
  • CÁLCULO DA FREQÜÊNCIA APARENTE
  • INTERFERÊNCIA DE ONDAS BI ETRIDIMENSIONAIS
  • INTERFERÊNCIA DE ONDAS BI ETRIDIMENSIONAIS Consideremos agora, se representa na figura 2, numa vista lateral (a) e numa vista de cima (b), ondas produzidas por duas fontes periódicas F1 e F2, que oscilam em fase, instantes antes de elas se encontrarem.
  • INTERFERÊNCIA DE ONDAS BI ETRIDIMENSIONAIS Quando as ondas produzidas por F1 e F2 se superpõem na superfície da água, origina-se uma figura de interferência com certas características especiais.
  • INTERFERÊNCIA LUMINOSA Vamos apresentar aqui a clássica experiência realizada pelo cientista inglês Thomas Young que, pela primeira vez, comprovou que a luz sofre interferência, tendo, portanto, natureza ondulatória.
  • INTERFERÊNCIA LUMINOSA Se uma chapa fotográfica for colocada sobre o anteparo A”, obtém-se o negativo esquematizado na figura, onde as faixas claras aparecem escurecidas. Sob o negativo, foi desenhado o gráfico da intensidade luminosa da franja em função da distância à franja central, que é sempre a mais brilhante (interferência sempre construtiva com d = 0 e N = 0).Observe que as franjas claras são cada vez menosbrilhantes à medida que se afasta do centro.
  • INTERFERÊNCIA LUMINOSA