Ondas Eletromagneticas

Ondas Eletromagnéticas

Espectro Eletromagnético

Efeito das ondas

Fótons

Efeito dos fótons

Ondas de matéria

Índice

1. Ondas Eletromagnéticas .........................................................................3

1.1 Campo elétrico induzido.................................................................5

1.2Transporte de energia.....................................................................6

1.3 Polarização.....................................................................................8

2. Espectro eletromagnético ........................................................................9

3. Efeito das ondas......................................................................................10

4. Fótons......................................................................................................14

5. Efeito foto.................................................................................................15

6. Ondas de matéria...................................................................................17

7. Referências ..............................................................................................19

1. Ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas são formadas pela combinação de campos elétricos e magnéticos.

Foi graças à descoberta das propriedades dessas ondas que hoje em dia podemos ouvir músicas ou notícias nos rádios, assistir a programas de TV, aquecer alimentos no micro-ondas, acessar à internet e mais uma infinidade de coisas.

Foi o físico escocês James C. Maxwell, no séc. XIX, o primeiro a demonstrar que a oscilação de uma carga elétrica dá origem a campos magnéticos. Estes, por sua vez, dão origem a campos elétricos, assim como a variação de fluxo de campos elétricos dá origem a campos magnéticos. Essa interação é responsável pelo surgimento das ondas eletromagnéticas.

Maxwell partiu das Leis de Ampere, Faraday e Coulomb para relacionar diversas equações que atualmente são conhecidas como equações de Maxwell. Essas equações permitiram que ele fizesse a previsão da existência das ondas eletromagnéticas. A confirmação da existência dessas ondas foi feita apenas depois de nove anos pelo físico alemão Heinrich Hertz, que conseguiu obter ondas eletromagnéticas com todas as características já descritas por Maxwell, que morreu antes de ver a confirmação das suas teorias.

Uma das principais contribuições de Maxwell foi a de que a velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo era igual a 3.108 m/s, que era a mesma velocidade já obtida para a propagação da luz. Essa descoberta fez com que Maxwell suspeitasse que a luz fosse um tipo de onda eletromagnética, o que foi confirmado por Hertz alguns anos mais tarde.

Uma evidência de que a luz é uma onda eletromagnética é o fato de a luz do sol chegar até a Terra apesar da longa distância e da inexistência de um meio material no espaço de propagação.

Em face de todas as suas contribuições, Maxwell é considerado tão importante para o eletromagnetismo como Isaac Newton é para a mecânica.

Características das ondas eletromagnéticas

As características das ondas eletromagnéticas são as seguintes:

-são formadas pela combinação de campos elétricos e magnéticos variáveis;

-o campo elétrico e o campo magnético são perpendiculares;

-o campo elétrico e o magnético são perpendiculares à direção de propagação, o que significa que são ondas transversais;

-ao propagar em meios materiais, a velocidade obtida é menor do que quando a propagação ocorre no vácuo.

Espectro eletromagnético (fig.1)

Algumas ondas eletromagnéticas (raios X, raios gama e a luz visível) são produzidas por fontes de dimensões atômicas ou nucleares, governadas pela física quântica.

fig.2

Um exemplo de geração de uma onda eletromagnética (fig.2), é o oscilador, sistema usado para a geração de ondas eletromagnéticas na faixa de rádio de ondas curtas, que estabelece uma frequência angular. As cargas e as correntes variam senoidalmente com essa frequência. Uma fonte externa fornece a energia necessária para compensar a perda de energia e a energia transportada pela onda eletromagnética.

Através da conexão entre o oscilador e a antena por uma linha de transmissão, a corrente provoca uma oscilação das cargas com a frequência angular ω do oscilador.

Sendo E o campo elétrico e B o campo magnético que variam em função do tempo, temos:

E= Em sen ( kx-ωt )(1) e B=Bm sen (kx –ωt),(2)

onde Em e Bm são amplitudes dos campos e ω e k são frequência angular e número da onda. A componente elétrica da onda eletromagnética é descrita pela fórmula (1) e a componente magnética é dada pela fórmula (2).

A velocidade da onda é dada por:

c = 1/ √µ0ε0 , onde c é aproximadamente 3 x108 m/s.

Todas as ondas eletromagnéticas, incluindo a luz visível, se propagam no vácuo com a mesma velocidade de c.

1.1-Campo elétrico induzido e campo magnético induzido

Um campo magnético variável no tempo induz um campo elétrico, e um campo elétrico variável induz um campo magnético.

O campo elétrico induzido é proporcional à derivada do fluxo magnético, e o campo magnético induzido