As ondas são caracterizadas pelo comprimento de onda, frequência e velocidade de propagação

As ondas são quantos fenômenos naturais são transmitidos como ondas sonoras , luminosas ou de rádio. Essas ondas podem ser descritas por várias medições, incluindo frequência , comprimento de onda , período ou energia .

O som é um tipo de onda mecânica , enquanto a luz visível, ondas de rádio ou radiação gama são ondas eletromagnéticas . Embora os conceitos de frequência e comprimento de onda se apliquem a ambos os tipos de onda, neste artigo vamos nos concentrar nas ondas eletromagnéticas.

Como veremos a seguir, a frequência e o comprimento de onda estão inversamente relacionados : quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda. E, pelo contrário, quanto menor a frequência, maior o comprimento de onda.

Mas antes de entrarmos nessa relação, vamos revisar o que é uma onda eletromagnética .

Definição de onda eletromagnética

Esquema de uma onda eletromagnética

A radiação eletromagnética consiste em dois campos perpendiculares, um campo elétrico e um campo magnético. Quando a radiação viaja, o campo eletromagnético oscila e descreve uma onda no espaço.

Em outras palavras, uma onda eletromagnética descreve como a radiação eletromagnética se propaga.

Ao contrário das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas podem viajar no espaço vazio, enquanto as ondas mecânicas sempre precisam de um meio material para se propagar.

Definição de frequência e comprimento de onda

Oscilações da radiação eletromagnética no espaço, a onda , são caracterizadas por altos e baixos que formam picos nos altos e vales nos baixos. A distância entre máximos e mínimos juntamente com a velocidade de propagação determinam os valores da frequência e do comprimento de onda.

O comprimento de onda é definido como a distância entre dois picos consecutivos , ou mais precisamente, a distância de uma onda de perturbação no intervalo de tempo decorrido entre dois picos de alguma propriedade física da onda.

Comprimento e outras propriedades de onda

A frequência , por sua vez, é definida como o número de ondas que passam por um ponto por um período de tempo , geralmente por um segundo.

A frequência, portanto, depende do comprimento de onda e da velocidade de propagação . Quanto maior a velocidade, maior o número de ondas que passarão pelo mesmo ponto no espaço a cada segundo, e vice-versa, quanto menor a velocidade de propagação, menor a frequência.

Animação da propagação de uma onda

Relação entre frequência e comprimento de onda

A frequência e o comprimento de onda estão relacionados entre si por meio da velocidade de propagação e essa relação é inversamente proporcional. Se a velocidade for mantida constante, a frequência é calculada como a velocidade de propagação entre o comprimento de onda .

frequência = velocidade / comprimento de onda

O comprimento de onda é geralmente representado pela letra grega lambda (λ) e no Sistema Internacional de Unidades é medido em metros . A frequência geralmente é representada pela letra v ou f e é medida em hertz ou ciclos por segundo (Hz) .

Na luz e outras ondas eletromagnéticas que se propagam na velocidade da luz ( c ), a frequência seria igual à velocidade da luz (≈ 3 × 10 8 m / s) entre o comprimento de onda:

v = frequência, c = velocidade da luz, λ = comprimento de onda

Da mesma forma, se conhecermos a frequência, o comprimento de onda será igual à velocidade da luz entre as frequências:

Por exemplo, uma onda de rádio de 3m teria uma frequência de 100 milhões de hertz, equivalente a 100.000 quilohertz ou 100 megahertz:

v = 3 × 10 8/3 m = 100 000 000 Hz = 100 000 kHz = 100 MHz

Resumo

Como vimos, comprimento de onda é a distância entre dois pontos equivalentes em uma onda, que define 1 onda ou 1 oscilação, e frequência é o número de ondas que passam por um ponto durante um período de tempo.

Duas ondas são representadas nesta imagem. O superior tem um comprimento de onda maior do que o inferior.

Se os dois se movem na mesma velocidade, por exemplo na velocidade da luz, o que está acima seria o de menor frequência, já que tendo um comprimento de onda maior, menos ciclos por segundo passarão pelo mesmo ponto no espaço.

Isso faz com que a frequência e o comprimento de onda sejam inversamente relacionados com a velocidade de propagação.