Question

O que são as ondas e a luz

Answer 1

imaginemos a seguinte situação: um menino que segura a extremidade de uma corda bem esticada e em equilíbrio. Ao levantar e abaixar rapidamente a mão, faz com que esse equilíbrio seja quebrado no ponto em que segura. Graças à interação entre as partes da corda, o movimento de uma parte anterior quebra também o equilíbrio da parte seguinte, gerando um efeito em cadeia. Assim, todos os pontos da corda se movimentam em sequência, gerando uma forma que se propaga ao longo da corda.

Este é um dos inúmeros exemplos de uma onda. De forma bem genérica, uma onda é uma oscilação ou perturbação que se propaga no espaço, carregando energia, mas sem transporte de matéria. Note que os pontos da corda, por exemplo, se movem verticalmente, possuindo então energia, mas não se deslocam horizontalmente.  Ao retornar ao estado de equilíbrio, as porções da corda estão no mesmo lugar. Se amarrarmos um laço em um ponto da corda, o laço estará no mesmo ponto ao final. Por isso dizemos que não há transporte de matéria, embora a passagem da onda pela corda e o deslocamento da figura formada possam dar essa ilusão.
ONDAS MECÂNICAS

De forma geral, essa perturbação se propaga com um valor de velocidade que chamaremos de VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO (v). Ao valor máximo dessa perturbação, chamaremos de AMPLITUDE (A).
Quando essa propagação se dá através de um meio material, ou seja, através de um sólido, líquido ou gás, chamamos essas ondas de ONDAS MECÂNICAS.  São exemplos disso ondas em cordas, ondas geradas na água, o som que se propaga no ar através da vibração das suas moléculas. Assim, ondas materiais dependem da movimentação das partículas que compõe o meio. Logo, não se propagam no vácuo. Por isso, o som não se propaga no vácuo! Não existem partículas para vibrar e propagar a energia.

Ondas mecânicas se propagam mais rapidamente em sólidos do que em líquidos e em líquidos do que em gases. Isso ocorre porque a propagação em um meio mecânico depende fortemente da ligação entre as partículas que compõem o meio, e essas ligações são mais fortes em sólidos. Olhe, por exemplo, o som:

Vonda sonora−ar= 340m/s (20ºC – 1atm)
Vonda sonora−água= 1500m/s (25ºC)
Vonda sonora−aço= 5000m/s

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Mas existe na natureza um fenômeno sensacional. Quando um portador muito pequeno de carga elétrica oscila, por exemplo, gera campos elétricos e magnéticos ao seu redor que também oscilam. Essa oscilação de campos elétricos e magnéticos faz com que outros portadores de carga à distância também oscilem. Essa oscilação dos campos se propaga como uma onda, carregando energia. 

Essa propagação pode ocorrer em meios materiais, mas também pode acontecer no vácuo, pois quem oscila não são átomos, partículas, e sim características do espaço ao redor da carga. Essas ondas são chamadas de ONDAS ELETROMAGNÉTICAS. A luz, ondas de rádio, infravermelho e ultravioleta são alguns casos de ondas eletromagnéticas. No vácuo, movem-se com velocidade conhecida:

Vvácuo = c = 3,0 x 108 m/s, que é conhecida como velocidade da luz.

Ondas eletromagnéticas se propagam mais rápido no vácuo e cada vez mais lentas em gases,  sólidos e líquidos. Isso ocorre porque ondas eletromagnéticas interagem com portadores de carga no seu caminho. No vácuo, não existem partículas. Em um gás, elas ocorrem em menor quantidade que em líquidos e sólidos.

Em algumas ondas, o movimento ou vibração ocorre em uma direção perpendicular à direção de propagação. Neste caso, a onda é chamada de TRANSVERSAL.

Quando o movimento ocorre na mesma direção da propagação da onda, ela é chamada de onda LONGITUDINAL.

Onda mista
Ondas do mar são ondas MISTAS, ou seja, possuem vibrações longitudinais e transversais. Com isso, as partículas se movimentam, de forma geral, em uma trajetória elíptica, cuja amplitude diminui com a profundidade. Por isso, mergulhadores, quando em altas profundidades, podem não sentir o efeito de uma tempestade.

Onda unidimensional
Quando uma onda se propaga em apenas uma direção, é chamada de onda UNIDIMENSIONAL. É o caso de uma vibração em uma corda. 



Onda bidimensional
As ondas na superfície de um lago se propagam na superfície da água, ou seja, em duas dimensões, sendo denominadas ondas BIDIMENSIONAIS.

Já o som no ar e ondas eletromagnéticas no espaço livre propagam-se em todas as direções, sendo chamadas de ondas TRIDIMENSIONAIS