Visão geral
Quando estivermos falando sobre ondas é possível se dizer que estamos nos tratando na verdade de pertubações oscilantes que se propagam atravês de algum meio, seja ele líquido, sólido ou até gasoso, isso tudo com exceção das ondas eletromagnéticas, que conseguem se propagar pelo vácuo através das ondas eletromagnéticas. Na física, chamamos o estudo das ondas de ondulatória.
Grandezas e termos
Ao resolvermos questões mais complexas sobre ondulatória se faz necessário um maior conhecimento sobre as grandes físicas que caracterizam uma onda, sendo elas as seguintes…
Crista: Se refere ao ponto mais alto de uma onda.
Vale: Se refere ao ponto mais baixo de uma onda.
Frequência: Se refere simplesmente a quantidade de vezes que a onda se repete em um dado período de tempo. A medida padrão utilizada (padronizada pelo Sistema Internacional de Unidades) é o Hz (Hertz), que alude a quantas vezes aquela onda se repetiu a cada segundo.
Comprimento da onda: Como o próprio nome já deixa evidente, se refere ao tamanho da onda, isso desde o seu ponto mais baixo, até o ponto mais alto.
Velocidade da onda: Novamente, como o nome já evidencia, essa medida relaciona-se com a velocidade que a onda se propaga em seu meio.
Período: Essa medida diz respeito ao tempo necessário para que seja gerada uma onda por inteiro, ou seja, para que uma onda se propague desde uma crista até a outra ou de um vale até o outro.
Além disso tudo temos também a fórmula que pode vir a ser cobrada para calcular qualquer um dos 3 valores tendo os outros dois.
V = λ . F
Tipos de ondas
Para melhor entenderemos a matéria de ondulatória também se faz necessário entendermos quais são os tipos de ondas que existem e as características gerais de cada uma. Segue abaixo uma explicação de cada um dos tipos mais importantes…
Ondas mecânicas: Essas ondas são características por se propagarem por um meio material, como a água, ar ou até um sólido. Além disso, outra característica importante é que a perturbação da onda se propaga na mesma direção em que a onda.
Ondas eletromagnéticas: Essas ondas já não fazem uso de um meio material para se propagarem, pois consistem em oscilações eletromagnéticas.
Ondas transversais: São ondas em que a perturbação se move perpendicularmente a direção de propagação da onda.
Ondas longitudinais: São ondas em que a perturbação se move paralelamente em direção a propagação da onda. O exemplo mais comum desse tipo de onda são as ondas de som.
Ondas mistas: São ondas que são ao mesmo tempo transversais e longitudinais, tendo uma perturbação que ocorre tanto paralelamente como perpendicularmente a direção de propagação. O exemplo mais comum desse tipo de onda é quando você derruba um objeto em um lugar com água parada.
Fenômenos ondulatórios
Ao resolver algumas questões de ondulatória é provável também que você seja cobrado alguns conceitos relacionados a fenômenos ondulatórios e o que é cada um deles.
Reflexão
Esse é o fenômeno que acontece quando uma onda colide com um objeto e retorna com sentido de propagação contrário. Um ótimo exemplo é o reflexo que vemos no rio que é basicamente uma imagem espelhada, resultado da reflexão das ondas de luz.
Refração
O fenômeno de refração, que por muitas vezes é confundido erroneamente com a reflexão, se trata da imagem distorcida de um objeto que foi ocasionado em decorrência da mudança da velocidade da luz dado o meio de propagação da mesma. Por exemplo, quando colocamos algum objeto dentro da água é provável que vejamos o mesmo com proporções ou medidas distorcidas, isso se deve ao fato de que a água se comporta de maneira diferente dentro da água, o que acaba por causar essa distorção.
Interferência
Interferência é um fenômeno semelhante a refração, o porém, é que a interferência é um fenômeno que pode ter características destrutivas ou construtivas em uma onda. Por exemplo, imaginando que havemos duas ondas de rádio diferentes em um mesmo ambiente, é comum que quando as duas ondas ao se chocarem resultem em uma onda que é a soma das duas, criando assim o que chamamos de interferência
Portanto, o que a difere da refração é que a onda é alterada pelo ambiente já na interferência a onda é alterada por outra onda. Vale lembrar sempre que dependendo do contexto as duas ondas podem se somar criando uma onda mais forte, como elas podem se destruir resultando em uma onda mais fraca.
Difração
Você já deve ter em algum momento, seja por um vizinho barulhento ou até tentando escutar alguma conversa, percebido que é possível escutar barulhos, sons e ruídos que ocorrem em ambientes diferentes apesar de haver barreiras físicas entre o produtor do ruído e o receptor.
Isso se deve ao fenômeno de difração que é o responsável por explicar como as ondas se movem passando ao redor de obstáculos. Caso uma onda de som, por exemplo, passe por uma pequena fresta como uma janela em um quarto fechado, a onda sonora vai se dividir em várias ondas que irão vagar em direções distintas e continuar vagando enquanto repete esse processo.
Ressonância
A ressonância é o conceito mais difícil entre todos apresentados aqui (para mim ao menos). Uma maneira interessante de se pensar sobre é a seguinte, imagine que todos os objetos possuem uma amplitude oscilação, ou seja, possuem a capacidade de vibrar. Junto a isso é possível imaginar que existem certas frequências que fazem alguns objetos vibrarem mais que outros e junto a isso todos os objetos possuem uma tendência a vibrar caso colidam com frequências muito parecidas.
Ou seja, caso um copo de vidro por exemplo receba durante um determinado período de tempo ondas muito parecidas com as ondas naturais de vibração do mesmo é capaz que o copo vibre em uma amplitude tão grande que ele possa até mesmo quebrar.
Polarização
O fenômeno de polarização na física ocorre quando a direção das ondas eletromagnéticas é restrita ou alinhada em uma direção específica. Isso pode acontecer devido à interação com campos elétricos ou magnéticos, ou ao passar por materiais que têm a capacidade de polarizar a luz, como filtros polarizadores que são presentes em alguns modelos de óculos.
A polarização é importante em várias aplicações tecnológicas, como óptica, comunicações e eletrônica, permitindo o controle e a manipulação da direção das ondas.