Em nosso meio, estamos rodeados por ondas, mecânicas, sonoras, luminosas, de rádio eletromagnéticas,
etc. Graças a elas é que existem muitas maravilhas do mundo moderno, como a televisão,
o rádio, telecomunicações via satélite, o radar, o forno de microondas, imagens eletrônicas e as mais
recentes aplicações bélicas do sistema GPS, Raio X, telecomunicações, etc.
Pulso: É a perturbação produzida em um ponto de um meio.
Onda: É o movimento provocado pela perturbação que se propaga em um meio.
Exemplo:
Quando uma pedra cai na superfície de um lago, ela desloca certo volume de água. Ocorrem,
simultaneamente, um deslocamento lateral e um deslocamento vertical. A porção de água que se projeta acima do nível normal do lago tende a descer; mas, quando atinge a posição de equilíbrio, ultrapassa-
a, devido a inércia,deslocando, lateral e verticalmente, uma nova porção de água ao seu redor.Assim, a oscilação mecânica vai se propagando pela superfície do lago.
O fenômeno descrito é um exemplo de propagação ondulatória . A perturbação que se propaga
recebe o nome de onda.
É importante observar que a água do lago, como um todo, não se moveu. Uma bóia em sua superfície
oscilaria em torno de uma posição, sem ser arrastada pela onda. Essa é a principal característica
da propagação ondulatória:
As ondas transportam energia, sem envolver transporte de matéria.Portanto ondas são perturbações periódicas ou oscilações de partículas, por meio das quais,
muitas formas de energia propagam-se a partir de suas fontes. Todos os movimentos ondulatórios em
um meio resultam de oscilações de partículas individuais em torno de suas posições de equilíbrio.Isso
significa que uma onda progressiva é o movimento provocado por uma perturbação qualquer e não um deslocamento do meio em si mesmo. As ondas propagam somente energia , que é transferida através de átomos e moléculas da matéria.
De um modo geral, as ondas necessitam de um meio material para se propagarem, exceto as
ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo.
Uma onda possui uma freqüência e um comprimento. A freqüência corresponde ao número de
vezes que uma onda passa por um ponto do espaço num intervalo de tempo, ou seja, ao número de
oscilações da onda por unidade de tempo em relação a um ponto. A freqüência é geralmente expressa
em ciclos por segundo ou Hertz. O comprimento de onda indica a distância entre dois pontos semelhantes
de onda, dado em metros.
1.1– Classificação das Ondas
Podemos classificar as propagações ondulatórias de acordo com três critérios: A direção da
vibração, a natureza da vibração e o grau de liberdade para a propagação das ondas.
1.1.1- Direção da Vibração
Ocorre uma propagação transversal quando a direção da vibração é perpendicular a direção
em que se propaga a onda. (Ex. diapasão)
Propagação Longitudinal e aquela em que a direção da vibração é a mesma na qual se efetua a
propagação da onda.(Ex. mola)
Nas Propagações Mistas, ambas as condições ocorrem simultaneamente. É o caso das perturbações
que se propagam pela superfície dos líquidos.
1.2- Natureza das Vibrações
Nas propagações mecânicas ocorre transporte de vibrações mecânicas, isto é, as partículas
materiais vibram. É o caso das ondas em cordas, em molas, na superfície e no interior dos líquidos,
dos sólidos (terremotos) e dos gases (som se propagando no ar), etc. As ondas mecânicas necessitam
de um meio material para a sua propagação; logo, o som não se propaga no vácuo.
As propagações eletromagnéticas correspondem a variações no campo elétrico e no campo
magnético, originado por cargas elétricas oscilantes. É o caso das ondas de rádio, das microondas, da
luz visível, dos raios X e dos raios gama. Essas ondas não necessitam, obrigatoriamente, de um meio
material para a sua propagação; podem, portanto, propagar-se inclusive no vácuo.
1.3- Graus de liberdade para a propagação das ondas.
- Nas propagações unidimensionais, as ondas se deslocam sobre uma linha (as ondas em uma
corda por exemplo).
- Nas propagações bidimensionais, as ondas são produzidas sobre uma superfície (as ondas na
superfície dos líquidos, por exemplo).
- Nas propagações tridimensionais, as ondas se propagam em todas as direções, por todo o espaço
(a propagação do som no ar, por exemplo).
1.4- Ondas Periódica
Uma sucessão de pulsos iguais produz uma onda periódica. Entre as ondas em geral, as periódicas
apresenta especial interesse, tanto pela facilidade de descrição, quanto pela aplicação prática.
Analisaremos as ondas periódicas unidimensionais conforme a figura:
Nas ondas periódicas destacamos:
Amplitude da onda (A) - É a medida da altura da onda para voltagem positiva ou negativa. Também é
definida como crista da onda. A amplitude do sinal digital é igual a diferença da voltagem para o degrau entre 0 e 1. Iniciando na voltagem zero, a onda cresce e atinge a amplitude, decresce, se anula,
atinge a amplitude negativa e volta a crescer até se anular novamente. Essa seqüência compõe um
ciclo.
Freqüência (f) - É o número de ciclos por segundo, ou o número de cristas por segundo. Um ciclo é
também denominado por 1 Hertz = 1 Hz, medida visual de freqüência.
Fase - É o ângulo da inflexão em um ponto específico no tempo, medido em graus.
Elongação ( y ) – ë o valor algébrico da ordenada do ponto oscilante da onda.
Concordância de fase – Quando dois pontos têm sempre o mesmo sentido de movimento.(São pontos
da onda que tem a mesma elongação exemplo C1 e C2, ou V1 e V2). São todos os pontos de uma onda separados por uma distância λ ,2λ ,3λ ,4λ ,...nλ , sendo n um número inteiro.
Oposição de fase – Quando tem sentidos de movimentos opostos.Exemplo quando C1 começa a descer V2 começa a subir assim como C2 e V3. Ao longo de uma onda podemos encontrar muitos pontos que oscilam em oposição de fase. C1V2 = λ /2 e C2V3 = λ +λ /2=3λ /2 = (2n-1) .λ /2 e assim sucessivamente. Velocidade de fase – É a velocidade de propagação de uma onda, ou seja, a velocidade das cristas, dos vales, assim como todas as outras fases.( É a velocidade que um ponto qualquer da onda se desloca) Período ( T ) – Intervalo de tempo (s) de uma oscilação completa de qualquer ponto da onda. Cristas (C1 e C2) - picos de energia máximos de uma onda.
Vales (V1, V2, V3) - picos de energia mínimos de uma onda.Comprimento de Onda (λ ) - É a menor distância entre dois pontos que vibram em concordância de fase, em particular é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos.
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