terça-feira, 11 de julho de 2017

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As ondas eletromagnéticas

Características gerais das ondas eletromagnéticas


No século 19, o físico e matemático escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) descobriu que cargas elétricas oscilantes originam as denominadas ondas eletromagnéticas. Isso acontece porque o campo elétrico   e o campo magnético   que essas cargas produzem são variáveis com o tempo e essa variação caracteriza uma perturbação se propaga pelo espaço, na forma de uma onda. É a onda eletromagnética.

A variação periódica do vetor campo elétrico E ocorre num plano perpendicular àquele em que ocorre a variação do vetor indução magnética B. Como essas vibrações acontecem em direções perpendiculares à direção de propagação, caracterizada na figura pelo raio de onda, concluímos que a onda eletromagnética é uma onda transversal.



Maxwell verificou também, em seus estudos, que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no vácuo é a mesma da luz, isto é, 300.000 km/s, o que o levou a concluir que a luz é constituída por ondas eletromagnéticas. Hoje, sabe-se que o chamado espectro eletromagnético é constituído por vários tipos de radiações, mostradas no quadro seguinte, no qual são apresentados valores de frequência (em hertz) e de comprimento de onda no vácuo (em metros).



Obviamente, como se trata de ondas periódicas, valem para as ondas eletromagnéticas todas as características e definições já estudads, inclusive a fórmula que relaciona velocidade (v), comprimento de onda (λ) e frequência (f):

 
v = λ.f

As ondas luminosas


Nem todas as ondas eletromagnéticas são capazes de sensibilizar a retina de nossos olhos. As ondas com essa característica são denominadas ondas luminosas e constituem, dentro do espectro eletromagnético, o espectro visível, que também costuma ser chamado de luz visível.

 As ondas visíveis têm frequências compreendidas, aproximadamente, entre

3,8.1014 Hz e 8,3.1014 Hz. Considerando que a velocidade dessas ondas no vácuo é 3,0.108 m/s, obtém-se para os respectivos comprimentos de onda os valores aproximados 7,8.10-7 m (7.800 Å) e 3,6.10-7 m (3.600 Å). O espectro visível é usualmente dividido em sete faixas, apresentadas no quadro seguinte, com nomes que correspondem às conhecidas como sete cores do arco-íris:


As ondas luminosas, sendo transversais, podem sofrer o fenômeno da polarização, que não acontece com as ondas sonoras.

Amanhã descrevemos simplificadamente o fenômeno da polarização luminosa. 

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