ondas eletro magneticas onde estão

16/10/2013 18:11

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 ondasluminosas, 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.

Maxwell foi o cientista que trouxe ao homem à magnitude de abrangência  deste tipo de onda. James Clerk Maxwell (831-1879), desde jovem estava decido a colocar as idéias de Faraday e seus antecessores em uma formulaçãomatemática. Nesse esforço acabou propondo, sem nenhuma evidência experimental prévia, que a lei de Faraday, que qualitativamente diz “um campo magnético variável no tempo gera um campo elétrico”, seria complementada por uma lei análoga que diz “um campo elétrico variável no tempo gera um campo magnético”.

A máxima velocidade alcançada por uma onda eletromagnética é c (3.10⁸m/s) segundo a Teoria da Relatividade deAlbert Einstein. O valor de c pode ser calculado a partir de um dos resultados possíveis das Equações de Maxwell:

No artigo sobre força e campo elétrico mostramos que uma carga elétrica é capaz de criar a sua volta uma região de perturbação conhecida como campo elétrico. Para entender o processo de geração e propagação das ondas eletromagnéticas, imagine uma carga elétrica oscilando. Essa carga irá criar um campo elétrico oscilante, ou seja, um campo que varia com o tempo.

Esse campo elétrico, por variar, será capaz de gerar um campo magnético, que por sua vez, também é variável. Esse campo magnético variável será capaz de gerar outro campo elétrico e esse novo campo elétrico irá criar outro campo magnético e assim sucessivamente.

A sucessão de campos magnéticos e elétricos é definida como campo eletromagnético, que irá se propagar pelo espaço de forma autônoma e independente da fonte que o criou. Tal campo eletromagnético está sujeito a fenômenos ondulatórios como reflexão, difração e refração, e por isso pode ser chamado de onda eletromagnética.

O aspecto de uma onda eletromagnética é demonstrado na figura abaixo. Note que os campos magnético (B) e elétrico (E) oscilam e são perpendiculares entre si.

 

 

 

 

 

 

 

 

Na sua pesquisa, Maxwell também demonstrou a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética e obteve um valor igual ao da velocidade da luz, ou seja, 300.000 km/s. Desse modo ele deduziu que a luz também é uma onda eletromagnética.

O espectro eletromagnético

As ondas eletromagnéticas podem se manifestar de diversas formas dependendo da sua frequência de oscilação. Dessas manifestações, a mais famosa é a luz visível, que ocupa uma faixa muito pequena do espectro eletromagnético. Mas o que é o espectro eletromagnético?

O espectro eletromagnético é o conjunto de todas as ondas eletromagnéticas, como está representado na figura abaixo:

 

 

 

 

 

 

 

Observe que, pela figura, as ondas que possuem a menor frequência de oscilação são as ondas de rádio e as de maior frequência são os raios gama. Já os comprimentos de onda agem de maneira inversa, ou seja, as ondas de rádio possuem os maiores comprimentos, enquanto que os raios gama apresentam o menor comprimento. Isso pode ser demonstrado pela equação fundamental da ondulatória que está representada a seguir.