Ondas Eletromagnéticas

Geradas pela oscilação de um campo eletromagnético, podem viajar no vácuo. Já ondas mecânicas, necessitam de um meio material.

De maneira resumida, ondas eletromagnéticas são as ondas geradas por um campo eletromagnético e que se propagam pelo espaço carregando energia.

O que são ondas eletromagnéticas?

A partir de uma abordagem do eletromagnetismo maxwelliano, as ondas eletromagnéticas podem ser entendidas como oscilações sincronizadas de campos eletromagnéticos.

No vácuo, as ondas eletromagnéticas viajam com a velocidade da luz, que é constante e tem o valor de 3 x 108 m/s. Em um meio homogêneo, as oscilações dos campos elétricos e magnéticos são perpendiculares entre si. Essas ondas possuem também direção de propagação perpendicular à direção de oscilação. Isso as torna ondas transversais.

Diferentemente das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não precisam de um meio para se propagar, uma vez que podem se propagar no vácuo.

Características das ondas eletromagnéticas

  • As ondas eletromagnéticas, no vácuo, viajam com velocidade igual à da luz.
  • Ondas eletromagnéticas estão associadas à radiação eletromagnética que, por sua vez, possui características de onda e partícula ao mesmo tempo.
  • Ondas eletromagnéticas se propagam a partir da oscilação de campos elétricos e magnéticos.
  • Ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material para se propagar. Elas podem viajar no vácuo.

Essas são as principais características das ondas eletromagnéticas. Assim como todas as ondas, elas obedecem às leis de reflexão e de refração.

Tipos de ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas podem ser classificadas de diversas formas. A mais comum delas é a partir do espectro eletromagnético. O qual divide as ondas por intervalos de frquência. Dessa forma, o espectro magnético atualmente é dividido em sete partes:

  • Ondas de rádio: com a menor frequência e maior comprimento de onda, as ondas de rádio são muito usadas nas telecomunicações e GPS, por exemplo. Sua frequência varia entre 104 Hz até 108 Hz. Seu comprimento de onda é da ordem de 103 m até 100 m.
  • Microondas: as microondas são também são um tipo de onda de rádio. Apesar disso, suas frequências são um pouco maiores. Dessa forma, possuem aplicações diferentes, como: redes Wi-Fi, radares, forno microondas etc. Sua frequência varia entre 106 Hz até 109 Hz. Seus comprimentos de onda vão de 100 m até 10-3 m.
  • Infravermelho: a maioria da radiação emitida pelos corpos em temperatura ambiente encontra-se nessa faixa de frequência. Ou seja, os corpos, em temperaturas próximas à temperatura ambiente, emitem radiação infravermelha. Seu comprimento de onda varia entre 10-4 m e 10-9 m. Sua frequência varia entre 109 Hz até 1014 Hz.
  • Luz visível: é a única onda eletromagnética visível ao olho humano. Seu comprimento de onda é da ordem de 10-9 m. Sua frequência é da ordem de 1014 Hz.
  • Ultravioleta: é a radiação responsável pelo bronzeamento da pele. Além disso, está presente em lâmpadas florescentes e tratamentos de combate ao câncer de pele. Seu comprimento de onda é da ordem de 10-9 m. Sua frequência varia entre 1014 Hz até 1016Hz.
  • Raio-X: essa radiação possui grande energia e, consequentemente, grande capacidade de interação com a matéria. O que pode fazer com que os raios-X alterem a estrutura molecular de um átomo. Ou seja, essa é uma radiação ionizante, que possui a capacidade de ionizar a matéria. Por conta disso ela pode ser muito perigosa. Seu comprimento de onda é da ordem de 10-10 m. Sua frequência varia entre 1016 Hz até 1019 Hz.
  • Raios gama: á a radiação mais energética de todo o espectro eletromagnético. Ou seja, ela é a onda eletromagnética que possui a maior frequência e o menor comprimento de onda. Apesar de todos os perigos, a radiação gama é usada na medicina nuclear e em pesquisas de astronomia. Seu comprimento de onda inicial é da ordem de 10-11 m. Sua frequência inicialmente é da ordem de 1020 Hz.

Note que os tipos de ondas eletromagnéticas foram colocadas do maior comprimento de onda até o menor comprimento de onda e, consequentemente, da menor frequência até a maior frequência. Isso significa que, comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais. Já frequência e energia em uma onda eletromagnética são diretamente proporcionais.

Vídeos sobre Ondas Eletromagnéticas

Agora que aprendemos a diferenciar e as principais características das ondas eletromagnéticas, que tal ver alguns vídeos para nos aprofundarmos no assunto?

Como as ondas eletromagnéticas nos auxiliam a desvendar os universo?

Veja como os cientistas conseguem unir diversas emissões de ondas eletromagnéticas para desvendar os mistérios de nosso universo.

Experimento usando ondas eletromagnéticas

Neste vídeo você verá de maneira prática as microondas. O experimento utilizará dois materiais para demonstrar como elas atuam.

Aprofundamento em ondas eletromagnéticas

Para finalizar, que tal aprimorar seus conhecimentos teóricos sobre ondas eletromagnéticas?

As ondas eletromagnéticas são um conceito muito importante para o desenvolvimento da física contemporânea. Além disso, sem os avanços no uso das ondas eletromagnéticas, você não estaria lendo esse texto por um dispositivo eletrônico neste exato momento. Outro tipo de ondas que podemos estudar são as ondas sonoras.

Referências

YOUNG, H. D. et al. Física II: Termodinâmica e Ondas. São Paulo. Addison Wesley. 2016.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Ondas Eletromagnéticas. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas. Acesso em: 22 de September de 2020.

Exercícios resolvidos

1. [PUC-RS]

Em 1895, o físico alemão Wilheim Conrad Roentgen descobriu os raios-X, que são usados principalmente na área médica e industrial. Esses raios são:

a) Radiações formadas por partículas alfa com grande poder de penetração.

b) Radiações formadas por elétrons dotados de grandes velocidades.

c) Ondas eletromagnéticas de frequências maiores que as das ondas ultravioletas.

d) Ondas eletromagnéticas de frequências menores do que as das ondas luminosas.

e) Ondas eletromagnéticas de frequências iguais as das ondas infravermelhas.

Os raios-X são ondas eletromagnéticas com frequências maiores que as das ondas ultravioletas.
Dessa forma a alternativa correta é a letra C

2. [UEMG]

“É que minha neta, Alice, de 15 meses, está vivendo essa fase e eu fico imaginando se ela guardará na memória a emoção que sente ao perceber pela primeira vez que uma chave serve para abrir a porta, … que o controle remoto liga a televisão (…)”

VENTURA, 2012, p. 37.

O controle remoto utiliza a tecnologia do infravermelho.
Três candidatos ao vestibular da UEMG fizeram afirmações sobre essa tecnologia:

Candidato 1: a luz infravermelha é visível pelo olho humano, sendo um tipo de onda eletromagnética.
Candidato 2: no vácuo, a luz infravermelha tem uma velocidade menor que a da luz vermelha, embora sua frequência seja menor.
Candidato 3: o comprimento de onda da luz infravermelha é menor que o comprimento de onda da luz vermelha, embora a velocidade das duas seja a mesma.

Fizeram afirmações corretas:

a) Todos os candidatos.

b) Apenas os candidatos 1 e 2.

c) Apenas o candidato 3.

d) Nenhum dos candidatos.

Analisando as afirmações de cada candidato:
Candidato 1: as ondas de infravermelho NÃO podem ser vistas pelo olho humano. A afirmação está incorreta.
Candidato 2: No vácuo as ondas eletromagnéticas se propagam com velocidade igual, que é a igual à velocidade da luz.
Candidato 3: O comprimento de onda da radiação infravermelha é maior que o comprimento da luz vermelha.

Alternativa correta: D

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