As ondas
eletromagnéticas são
resultados das combinações de campos elétricos com campos 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 Mawell, 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 era 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;
·
A velocidade de propagação dessas ondas no vácuo é c = 3 . 108 m/s;
·
Ao propagar em meios materiais, a velocidade obtida é menor do que
quando a propagação ocorre no vácuo.
Espectro
eletromagnético
O espectro eletromagnético é onde
estão representadas as faixas de frequências ou comprimentos de ondas que
caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas, como a luz visível,
as micro-ondas, as ondas de rádio, radiação infravermelha, radiação
ultravioleta, raios x e raios gama.
Todas essas ondas propagam-se à mesma
velocidade quando estão no vácuo.
O comprimento de uma onda
eletromagnética é que determina seu comportamento. Ondas de alta frequência são
curtas, e as de baixa frequência são longas. Se a onda interage com uma única
partícula ou molécula, seu comportamento depende da quantidade de fótons que
ela carrega.
O ser humano e outros
animais (à exceção de uns poucos) possuem um mecanismo corpóreo essencial à sua
sobrevivência: a visão. Para cada ser vivo, a forma e as funções do olho são
as mais diversificadas. No entanto, o fator comum a todos é a forma de
impressão deste órgão: a luz. Nossos olhos não
vêem a radiação infravermelha, mas a pele detecta:
quando nos expomos ao Sol,
na praia, por exemplo, o ardor que sentimos na pele é a ação da radiação
infravermelha.
A
percepção do visível varia muito de uma espécie animal para a outra. Os
cachorros e os gatos, por exemplo, não vêm todas as cores, apenas azul e
amarelo, mas de maneira geral, em preto e branco numa nuance de cinzas.
Nós humanos vemos numa faixa que vai do vermelho ao violeta, passando pelo
verde, o amarelo e o azul. Mesmo entre os humanos pode haver grandes variações
(leia:daltonismo). As cobras vêm no
infravermelho e as abelhas no ultravioleta, cores para as quais somos cegos.
A
frequência da luz visível cresce do vermelho para o violeta, consequentemente a
energia da radiação também cresce.
A
luz violeta por ter o menor comprimento de onda é a mais energética. A luz
vermelha, ao contrário, é a menos energética, pois seu comprimento de onda é o
maior na faixa do visível. Por este motivo é perigosa a exposição à radiação ultravioleta.
Na pele, um dos efeitos imediatos da radiação ultravioleta são a queimadura
solar (eritema) e o bronzeamento (melanogênese). Os efeitos tardios são o
fotoenvelhecimento e o câncer de pele. (Leia: espectro eletromagnético)
A
luz é uma energia radiante que impressiona os olhos e é chamada, de forma mais
técnica, de onda eletromagnética.
Chamamos de onda eletromagnética o tipo de onda formada por um campo elétrico e
outro magnético que
são perpendiculares entre si e que se deslocam em uma direção perpendicular às
duas primeiras. Por esta característica, a onda eletromagnética é dita onda
transversal.
Os
dois campos (elétrico e magnético) oscilam em fase, ou seja, o comportamento
matemático da oscilação destes campos pode ser descrito por uma equação
senoidal onde os valores máximos de uma função coincidem com os valores mínimos
da outra.
O
fato de serem formadas por dois tipos de campo que oscilam no tempo confere à
esta onda a capacidade de se propagar no vácuo.
Como
exemplo de ondas eletromagnéticas, podemos citar as ondas
de rádio, as ondas de televisão, as
ondas luminosas, as microondas,
os raios
X e
outras. Essas denominações são dadas de acordo com a fonte geradora dessas
ondas e correspondem a diferentes faixas de frequências.
ATIVIDADE
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