Os fenômenos ondulatórios são os tipos de movimentos que ocorrem com mais frequência em física. O estudo da ondulatória teve grande impacto na comunidade científica da época, pois, era o início de uma nova forma de se pensar e a quebra de paradigmas que se encontravam enraizados na ciência da época. Com o desenvolvimento dessa área a ondulatória ficou conhecida como sendo o estudo das ondas.
Após muitos estudos e pesquisas foi concluído que onda é o tipo específico de movimento causado por qualquer tipo de perturbação, seja ela um pulso ou sucessivos pulsos, que se propaga no vácuo ou em um determinado meio material. Essas perturbações ocorrem de maneira periódica em períodos bem determinados. Por exemplo uma gota ao cair em uma superfície de um líquido qualquer. Nesse caso, a queda da gota perturba a superfície do líquido ocasionando em um movimento na forma de circunferências que se afastam do ponto central de impacto. Um fato importante é que as ondas, seja ela de qualquer natureza, não se origina sozinha, isso quer dizer que elas são criadas a partir de uma fonte geradora de pulsos. Essa fonte vai determinar a frequência com que a onda se propaga em um meio material ou no vácuo. Outro fato importante de ser entendido é que as ondas são uma forma de transmissão de energia e, portanto, não transportam matéria.
Ondas
As ondas apresentam algumas propriedades e características particulares, são elas:
Figura 1: Características de uma onda.
- Cristas: As cristas são os pontos mais alto de uma onda. Como exemplo os pontos 1 e 3 representados na Figura 1.
- Vales: Os vales são os pontos mais baixo de uma onda. Como exemplo os pontos 2 e 4 representados na Figura 1.
- Amplitude: A amplitude é a distância da metade de um pulso até a crista. A amplitude é representada pela letra na Figura 1.
- Comprimento de onda: O comprimento de onda é a distância entre duas cristas sucessivas (representado pelos pontos 1 e 3) ou dois vales sucessivos (representado pelos pontos 2 e 4) ou a distância de um ponto até outro onde o movimento ondulatório começa a se repetir (representado pelos pontos 5 e 6). O comprimento de onda é representado pela letra na Figura 1.
- Frequência de oscilação: A frequência é o número de oscilações de uma onda que ocorrem em uma unidade de tempo (pode ser o segundo, o minuto ou a hora). É representada pela letra . Por exemplo em um segundo a onda oscila três vezes. Logo a frequência da onda é 3 Hz. A unidade de frequência no S.I (Sistema internacional de Unidades) é o Hertz (Hz).
- Período de oscilação: O período é o tempo gasto para que uma onda apresente uma oscilação completa. O período é representado pela letra e é definido como sendo o inverso da frequência,
. - A unidade de período é a unidade de tempo, ou seja, pode ser o segundo (s), o minuto (m) ou a hora (h).
- Velocidade de propagação: A velocidade de propagação de uma onda é matematicamente conhecida como equação fundamental e relaciona o comprimento de onda com a frequência de oscilação ou com o período de oscilação, uma vez que período é o inverso da frequência. Isso quer dizer que, ou .
As ondas são classificadas quanto a natureza podendo ser mecânicas ou eletromagnéticas, direção de propagação podendo ser unidimensional, bidimensional ou tridimensional, direção de vibração podendo ser transversal ou longitudinal.
As ondas mecânicas são ondas que necessitam de um meio material para se propagar. O exemplo mais clássico de ondas mecânicas é o som. Mais especificamente as ondas sonoras são classificadas como ondas mecânicas longitudinais tridimensionais. Como ondas longitudinais entende-se ondas cuja direção de vibração é paralela a direção de propagação. Um exemplo de onda longitudinal é representado pela Figura 2.
Figura 2: Ondas sonoras mecânicas longitudinais.
Na natureza, os fenômenos de reflexão, refração e difração estão diretamente ligados as ondas independente de sua classificação. As ondas sonoras, em especial, apresentam algumas outras propriedades como eco, reverberação, intensidade do som entre outras.
Reverberação
O som é uma onda que só se propaga em um meio material. No ar atmosférico o som atinge uma velocidade de aproximadamente . Em outros meios materiais diferente do ar o som atinge outros valores que dependerão das condições de temperatura, pressão.
A reverberação é um fenômeno em ondulatória causado pela reflexão da onda sonora. É muito comum as pessoas confundirem o fenômeno da reverberação com o fenômeno do eco já que ambas as situações ocorrem devido a reflexão do som. O fato é que no eco o tempo de percepção do som refletido permite distingui-lo do som original. Já na reverberação o tempo de percepção não é suficiente para distinguir o som refletido do som original.
Referências:
BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcico Ramos. Física História & Cotidiano. São Paulo: Editora FTD, 2004, volume único.
HEWITT, Paul G. Física Conceitual. Porto Alegre: Editora: Bookman, 2011, 11ª. ed. v. único.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/reverberacao/