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  • ONDAS

    Jos Luiz Rybarczyk Filho

  • Introduo

    O que ONDA? Onda uma perturbao ou distrbio transmitido atravs do vcuo ou de um meio gasoso, lquido ou slido. Exemplos:

  • Tipos de Ondas

    Eletromagnticas

    Espectro visvel 4000-7000 angstrons

  • Tipos de Ondas

    Ondas sonoras: Varivel fsica que sofre oscilao a presso.

    20-2000 Hz

  • Meio de Propagao

    Ondas mecnicas Onas no-mecnicas

  • Ondas Mecnicas

    So ondas que se propagam em meios deformveis ou elsticos:

    Ondas sonoras Onas numa corda Ondas na gua

  • Ondas No-Mecnicas

    No necessrio de meio material para sua propagao.

    Ondas eletromagnticas.

  • Ondas Transversais

    Pertubao perpendicular direo de propagao.

    Ondas luminosas so transversais

  • Ondas Longitudinais

    Pertubao paralela direo de propagao. Ondas sonoras so longitudinais

  • Pertubaes

    Dependendo da durao da perturbao provocada no meio, pode-se produzir um pulso ou onda nica, um trem de ondas e uma sucesso contnua de ondas

  • Pertubaes

    Caracterstica do pulso ou trem de ondas: tem um incio e fim.

    Uma nica sacudida numa corda tensionada produz um pulso.

    Flash de luz um pulso luminoso. Inmeras sacudidas na corda tensionada produz-

    se um trem de ondas. Se as sacudidas forem perodicas, produz-se um

    movimento perodico em cada partcula da corda, sendo assim teremos uma sucesso contnua de ondas.

  • Transversal ou Longitudinal?

  • Transversal ou Longitudinal?

  • Princpio da Superposio

    O que acontece quando duas ou mais ondas se cruzam numa mesma regio do espao?

  • Princpio da Superposio

    Quando duas ou mais ondas passam pelo mesmo ponto elas se somam algebricamente!

  • Interferncia Construtiva

  • Interferncia Destrutiva

  • Onda Harmnica Simples

    Pode ser produzida numa corda longa movendo-se uma de suas extremidades para e cima e para baixo, com igual deslocamento vertical.

    Pode ser descrita por uma funo seno ou cosseno.

    Tambm conhecida como onda senoidal.

  • Elementos da onda

    A

    A

  • Elementos da onda

    O deslocamento vertical y de uma onda senoidal em termos do ngulo descrito por:

    = sin que tambm pode ser descrito por:

    = A sin360

    = A sin2

  • Elementos da onda

    Se com o decorrer do tempo, essa onda se propagar para a direita com velocidade v, aps um tempo t, a onda ter percorrido uma distncia vt

    = sin 2

  • Elementos da onda

    O perodo T de uma onda corresponde ao tempo necessrio para que a onda percorra uma distncia igual a um comprimento de onda

    =

  • Elementos da onda

    A frequncia de uma onda senoidal definida como:

    =1

    Isso igual ao nmero de comprimentos de onda que passam num ponto por unidade de tempo. Sua unidade s-1, que chamada de Hertz (Hz)

    =

  • Elementos da onda

    Deduzam:

    = sin 2

  • Elementos da onda

    Nmero de onda k o nmero de comprimento de onda na distncia de 2.

    =2

    Frequncia angular

    =2

    = 2

  • Elementos da onda

    Equao da onda que progride para a direita: = sin

    Equao da onda que progride para a

    esquerda: = sin +

  • Intensidade do Som

    A intensidade I de uma onda a energia E que atravessa uma rea S num intervalo de tempo t.

    =

  • Intensidade do Som

    A intensidade I do som pode ser expressa em funo da amplitude A do deslocamento horizontal dos elementos de volume de ar:

    =2

    2

    =(20)2

  • Qual a distncia aproximada de uma tempestade com trovoadas, se voc detecta um atraso de 3s entre a luz do relmpago e o som do trovo?

  • Assumindo que a velocidade de propagao do som no ar seja cerca de 340m/s, em 3s ele percorrer 340m/s * 3s=1020m. No existe um atraso aprecivel no caso da luz, de forma que a tempestade est a um pouco mais de 1km de distncia.

  • Decibis

    O ouvido humano pode detectar intensidades sonoras que vo desde 10-12 W/m2 at 1 W/m2

    Devido a esse grande intervalo, uma escala logartmica de base dez usada para definir o nvel de intensidade sonora .

    = 10 log0

    Onde I a intensidade sonora e I0 a intensidade de referncia de 10-12 W/m2 .

  • Efeito Doopler O Efeito Doppler uma caracterstica observada

    nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que est em movimento com relao ao observador. Foi-lhe atribudo este nome em homenagem a Johann Christian Andreas Doppler, que o descreveu teoricamente pela primeira vez em 1842. A primeira comprovaao foi obtida pelo cientista alemo Christoph B. Ballot, em 1845, numa experincia com ondas sonoras.

    Em ondas eletromagnticas, este mesmo fenmeno foi descoberto de maneira independente, em 1848, pelo francs Hippolyte Fizeau. Por este motivo, o efeito Doppler tambm chamado efeito Doppler-Fizeau.

  • Efeito Doopler

    Ao atirar uma pedra em um lago, se olharmos por cima veremos que as ondas esto igualmente espaadas. Quando uma pedra atirada de modo a quicar na superfcie da gua, observamos que frente da pedra a distncia entre as ondas menor. Se o comprimento de onda diminui, a frequncia aumenta. Quando o objeto se afasta, a distncia entre as ondas maior, o que implica que a frequncia menor.

  • Efeito Doopler

    Outro exemplo tpico o caso de uma ambulncia com sirene ligada que passe por um observador. Ao se aproximar, o som mais agudo e ao se afastar, o som mais grave. De modo anlogo, ao trafegar em uma estrada, o rudo do motor de um automvel que vem em sentido contrrio apresenta-se mais agudo enquanto ele se aproxima e mais grave a partir do momento em que se afasta (aps cruzar com o observador).

  • Efeito Doopler

    um ecocardiograma utiliza este efeito para medir a direo e velocidade do fluxo sanguneo ou do tecido cardaco. O ultra-som Doppler uma forma especial do ultra-som, til na avaliao do fluxo sanguneo do tero e vasos fetais. Pode ser mostrado de vrias formas: com som audvel, com espectro de cores dentro do vaso ou na forma de grficos que permitem a mensurao na velocidade sangunea nos tecidos normais.

  • Efeito Doopler

    = 0

    F0=Frequncia que o observador escuta Ff=Frequncia real da fonte V= Velocidade da onda V0=Velocidade do observador (positiva ao se aproximar da fonte, negativa ao se afastar) Vf=Velocidade da fonte (positiva ao se afastar, negativa ao se aproximar do observador)

  • Propriedades Ultra-Snicas Atenuao de uma onda ultra-snica obdece lei

    exponencial. = 02

    As intensidades do ultra-som so medidas W/m2, W/cm2 ou mW/cm2.

    O coeficiente de atenuao do ultra-som geralmente aumenta com a frequncia, razo pela qual existe um limite mximo na frequncia a ser empregada clinicamente.

    Em exames abdominais ou neurolgicos, as frequncias utilizadas variam de 1 a 3 MHz; em exames cardiovasculares de 2 a 5 MHz e em exames oftalmolgicos de 5- 20 MHz.

  • Propriedades Ultra-Snicas Para comprimentos de onda

    pequenos quando comparados s dimenses da interface e incidindo perpendicularmente.

    R= 0

    = 2

    + 2

    = Z a impedncia acstica do meio

    A B

    I0 It

    Ir

    V1 V2

  • Propriedade Ultra-Snicas

    =0

    =4 + 2

    0

    + 0

    =1

    A B

    I0 It

    Ir

    V1 V2

  • Propriedades Ultra-Snicas

    Atenuao de uma onda ultra-snica obdece lei exponencial.

    = 02 As intensidades do ultra-som so medidas

    W/m2, W/cm2 ou mW/cm2. Em exames abdominais ou neurolgicos, as

    frequncias utilizadas variam de 1 a 3 MHz; em exames cardiovasculares de 2 a 5 MHz e em exames oftalmolgicos de 5- 20 MHz.

    ONDASIntroduoTipos de OndasTipos de OndasMeio de PropagaoOndas MecnicasOndas No-MecnicasOndas TransversaisOndas LongitudinaisPertubaesPertubaesTransversal ou Longitudinal?Transversal ou Longitudinal?Princpio da SuperposioPrincpio da SuperposioInterferncia ConstrutivaInterferncia DestrutivaOnda Harmnica SimplesElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaElementos da ondaIntensidade do SomIntensidade do SomSlide Number 29Slide Number 30DecibisSlide Number 32Slide Number 33Efeito DooplerEfeito DooplerEfeito DooplerEfeito DooplerEfeito DooplerPropriedades Ultra-SnicasPropriedades Ultra-SnicasPropriedade Ultra-SnicasPropriedades Ultra-Snicas

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