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Em física, comprimento de onda é a distância entre valores repetidos sucessivos num padrão de onda.[1] É usualmente representado pela letra grega lambda (λ). Em uma onda senoidal, o comprimento de onda “é a distância (paralela à direção de propagação da onda) entre repetições da forma de onda". Pode, então, ser representada pela distância entre picos (máximos), vales (mínimos), ou duas vezes a distância entre nós. No gráfico ao lado, o eixo x representa a distância e o eixo y representa alguma quantidade periódica,[2] como por exemplo a pressão, no caso do som ou o campo elétrico para ondas eletromagnéticas ou a altura da água para uma onda no mar profundo. A altura no eixo y é também chamada de amplitude da onda. O comprimento de onda λ tem uma relação inversa com a frequência[3] f, a velocidade de repetição de qualquer fenômeno periódico. O comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. Quando se lida com radiação electromagnética no vácuo, essa velocidade é igual à velocidade da luz 'c', para sinais (ondas) no ar, essa velocidade é a velocidade na qual a onda viaja. Essa relação é dada por: [4] em que: λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda electromagnética;c = velocidade da luz no vácuo = 299 792,458 km/s ~ 300 000 km/s = 300 000 000 m/sf = frequência da onda 1/s = Hz.A velocidade de uma onda pode portanto ser calculada com a seguinte equação:[5] em que: v = velocidade da onda.λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda electromagnética;T é o período da onda.O inverso do período, 1/T, é chamado de frequência da onda, ou frequência de onda: e mede o número de ciclos (repetições) por segundo executados pela onda. É medida em hertz (ciclos/segundo). Para caracterizar uma onda, portanto, é necessário conhecer apenas duas quantidades, a velocidade e o comprimento de onda ou a frequência e a velocidade, já que a terceira quantidade pode ser determinada da equação acima, que podemos reescrever como:[6] Quando ondas de luz (e outras ondas electromagnéticas) entram num dado meio, o seu comprimento de onda é reduzido por um factor igual ao índice de refração n do meio, mas a frequência permanece inalterada. O comprimento de onda no meio, λ' é dado por[7]: em que: λ0 é o comprimento de onda no vácuo.Ondas em cordas[editar | editar código-fonte]Três primeiros harmônicos em cordas com as extremidades fixas Ondas estacionárias se formam em instrumentos musicais de cordas, como a guitarra. Nas extremidades, são formados nodos. No primeiro harmônico haverá somente um antinodo, no segundo haverá dois antinodos e assim por diante. A partir disso, concluímos que: Onde L é o comprimento da corda e n representa o n-ésima harmônica. Já para cordas com uma das extremidades livre, se formará um nodo na extremidade fixa e um antinodo na extremidade livre. Nesse caso, o comprimento de onda é dado por: Onde n representa o n-ésima harmônica, não havendo os harmônicos pares nesse sistema. Ondas em tubos sonoros[editar | editar código-fonte]Para tubos com uma extremidade aberta e a outra fechada, teremos um antinodo na extremidade fechada. Assim as oscilações em um tubo com uma extremidade aberta e a outro fechada se assemelha com uma corda com uma extremidade fixa e a outra livre.[8] Seguindo a mesma interpretação, em um tubo com ambas as extremidades abertas, há um nodo em cada extremidade.[9] Estas configurações fazem com que as ondas estacionárias em um tubo de ambas as extremidades abertas se assemelhe as de uma corda com ambas as extremidades fixas. Teoria das cores[editar | editar código-fonte]Um prisma triangular dispersando a luz branca A sensação visual de cores provocada nos seres humanos está relacionada ao comprimento de onda da radiação, sendo que o maior comprimento de onda provoca a sensação de vermelho, e o menor, violeta. Cada luz colorida possui uma velocidade de propagação diferente em meios materiais. Sabemos que a luz branca é na verdade a superposição das infinitas cores do espectro visível, e de acordo com a Lei de Snell-Descartes, cada cor será refratada sob determinado ângulo. Isso fica evidente quando um raio de luz branca atravessa um prisma de vidro, por exemplo. Cor e comprimento de onda[editar | editar código-fonte]A tabela a seguir mostra, aproximadamente, os comprimentos de onda relacionados às principais cores do espectro visível.[carece de fontes]
Comprimento de onda angular[editar | editar código-fonte]Relação entre comprimento de onda, comprimento de onda angular e outras propriedades de ondas. (τ é uma expressão alternativa para 2π.) O comprimento de onda angular é uma grandeza relacionada ao comprimento de onda (também conhecida como comprimento de onda reduzida), geralmente simbolizada por ƛ (lambda com barra). Corresponde ao comprimento de onda "regular", "reduzido" por um fator de 2π (ƛ = λ/2π). Geralmente, é encontrado em mecânica quântica, onde se usa em combinação com a constante reduzida de Planck (simbolizada por ħ, h com barra) e com a frequência angular (simbolizada pela letra grega ω) ou com o número de onda angular (simbolizado pela letra latina k).[10] Ver também[editar | editar código-fonte]
Referências
Como se calcula a frequência de uma onda é a velocidade?Divida a velocidade pelo comprimento de onda.
Divida a velocidade da onda, V, pelo comprimento de onda convertido em metros, λ, para encontrar a frequência, f.
Como calcular a frequência de uma onda?Resposta verificada por especialistas. Dependendo das grandezas em ação podemos calcular a frequência de onda por meios de : f = 1/T ou f = V/ λ. A frequência de onda levanta os dados de quantas voltar uma onda realiza em um dado espaço de tempo.
Qual é a frequência de uma onda que se propaga?A frequência da onda é dada pelo número de oscilações que ela realiza a cada segundo. No Sistema Internacional, essa grandeza é medida em s-1 (inverso de segundo), que é equivalente a hertz (Hz). Por exemplo: uma onda de 20 Hz realiza vinte oscilações completas a cada segundo.
Qual é o comprimento de onda de um tom de 340 Hz no ar?comprimento de onda = velocidade / frequência = (340 m/s) / 340 Hz) = 1 m.
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