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Física

Ondas Eletromagnéticas

Miguel Bertelli
Publicado por Miguel Bertelli
Última atualização: 25/4/2019

Introdução

Um campo magnético que varia no tempo gera um campo elétrico que também varia no tempo, e também um campo elétrico que varia no tempo também gera um campo magnético variante.

Ondas eletromagnéticas são compostas por um campo magnético e um campo elétrico que oscilam juntos, de forma perpendicular, e conseguem se autossustentar devido aos seguintes fenômenos:

  • Um campo magnético oscilante vai gerar um campo elétrico oscilante;
  • Um campo elétrico oscilante vai gerar um campo magnético oscilante;

Todas as ondas eletromagnéticas são transversais e viajam na velocidade da luz no vácuo.

Um pouco de história

James Maxwell (1831-1879) previu teoricamente as ondas eletromagnéticas e, depois, Heinrich Hertz (1857-1894) confirmou experimentalmente essa teoria.

Michael Faraday (1791-1867) mostrou que um campo magnético variável gera um campo elétrico variável.

James Maxwell mostrou que um campo elétrico variável gera um campo magnético variável.

Tipos de ondas

Espectro da luz (Créditos: Ruryk/WikiCommons)

Há um espectro de ondas eletromagnéticas, ou seja, temos vários tipos de ondas, que podem ser classificadas de acordo com seu comprimento de onda, ou frequência.

É válido notar que, quanto maior o comprimento de onda, menor é a sua frequência, e vice-versa.

Temos 7 tipos de ondas, são eles: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X, e raios gama.

  • Ondas de rádio: Possuem o maior comprimento de onda e a menor frequência. São geradas naturalmente por raios e objetos astronômicos, e são geradas artificialmente por telefones, satélites, radares, etc;
  • Micro-ondas: Possuem comprimento de onda menor que das ondas de rádio, e maior que o infravermelho. Como aplicações temos o próprio forno micro-ondas, radares, etc;
  • Infravermelho: Possui comprimento de onda menor que do micro-ondas, e maior que da luz visível. É possível ver essa onda com o uso de dispositivos, mas é invisível a olho nu. Ela é muito utilizada na troca de informações por celulares, computadores, controles, etc;
  • Luz visível: Possui comprimento de onda menor que do infravermelho, mas maior que do ultravioleta. Fica no centro do espectro das ondas eletromagnéticas. É a parte do espectro que nossos olhos têm a capacidade de detectar, ou seja, enxergamos essas ondas.
  • Ultravioleta: Possui um comprimento de onda menor que da luz visível, e maior que dos raios X. A partir desse comprimento de onda (indo para comprimentos de onda menores) começam a ocorrer danos biológicos devido à incidência dessa onda. Um exemplo disso são as queimaduras na pele decorrentes da exposição à luz solar;
  • Raios X: Possui um comprimento de onda menor que do ultravioleta, mas maior que dos raios gama. Sua descoberta revolucionou a medicina, com os exames de diagnósticos por imagem. 
  • Raios gama: Ficam na outra extremidade do espectro. Possuem comprimento de onda mais baixo, mas a frequência mais alta. São produzidos por certos materiais radioativos.

Fórmula das ondas eletromagnéticas

Podemos usar a seguinte fórmula para todo tipo de onda:

\(v = \lambda .f\)

Como as ondas eletromagnéticas vão sempre viajar com a velocidade da luz no vácuo, podemos usar:

c = \(\lambda.f\)

Onde:

  • c é a velocidade da luz no vácuo;
  • \(\lambda\) é o comprimento de onda;
  • f é a frequência da onda;

Cores

As cores estão dentro da parte do espectro denominada luz visível.

A cor vermelha está em uma extremidade, e possui a menor frequência, mas o maior comprimento de onda. A cor violeta está na outra extremidade, possuindo a maior frequência, mas o menor comprimento de onda.

Cada uma das cores se relaciona com uma faixa de comprimento de onda, e uma faixa de frequência:

  • vermelho: 400 - 484 THz (frequência) e 620 - 750 nm (comprimento de onda)
  • laranja: 484 - 508 THz (frequência) e 590 - 620 nm (comprimento de onda)
  • amarelo: 508 - 526 THz (frequência) e 570 - 620 nm (comprimento de onda)
  • verde: 526 - 606 THz (frequência) e 495 - 570 nm (comprimento de onda)
  • azul: 606 - 668 THz (frequência) e 450 - 570 nm (comprimento de onda)
  • violeta: 668 - 789 THz (frequência) e 330 - 450 nm (comprimento de onda)

Fórmulas

\[v = \lambda .f\]

\[c = \lambda.f\]


Exercícios

Exercício 1
(ENEM/2010)

 Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de:

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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