Introdução às Ondas Eletromagnéticas

<<Baseado no conteúdo da disciplina de Física 4A preparado pelo IF/UFRJ p/ Fund. Cecierj>>

As equações de Maxwell (mencionadas acima) na forma diferencial possuem soluções ondulatórias para os campos elétrico e magnético, que podem se propagar até mesmo no espaço vazio, e derivaremos algumas caraterísticas fundamentais dessas soluções. Veremos também que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas, em um dado meio, é determinada apenas pela constante dielétrica e pela permeabilidade magnética do meio e que, no vácuo, essas ondas propagam-se a uma velocidade idêntica à da luz.ésse fato levou Maxwell a concluir que a luz é um exemplo de onda eletromagnética.

As ondas eletromagnéticas são campos eletromagnéticos propagantes.

Isto signica que qualquer variação nos valores dos campos elétrico e magnético em um dado ponto do espaço se repetiria mais tarde em um outro ponto do espaço e assim sucessivamente. As ondas eletromagnéticas são muito semelhantes a qualquer outro tipo de onda e as equações que as descrevem também são muito parecidas. Elas possuem várias características comuns às ondas em cordas vibrantes, ondas na água e ondas de som, por exemplo. Entretanto, as ondas eletromagnéticas têm uma característica que as distinguem

das outras. Elas são ondas que não necessitam de um meio de propagação.

Por exemplo, o som precisa do ar ou da água ou de algum outro meio material para se propagar. No vácuo, não poderíamos ouvir sons. Entretanto, recebemos diariamente uma quantidade enorme de radiação eletromagnética vinda do espaço, inclusive a luz do sol, passando por regiões imensas vazias, viajando através do vácuo.

De fato, o que chamamos de luz corresponde apenas a uma parte ínfima do espectro de ondas eletromagnéticas. Outros tipos de ondas eletromagnéticas levam nomes éspeciais, como as microondas, ondas de rádio, raios X, raios gama, infravermelho, ultravioletaétc. Contudo, a única diferença entre elas é o comprimento de onda. Esta diferença, no entanto, é muito importante, pois é ela que determina as propriedades da interação das ondas com os objetos.

Veja, na figura abaixo, uma representação de algumas regiões interessantes Do espectro eletromagnético, ou seja, os nomes especiais que algumas faixas de comprimentos de onda recebem. Na parte de cima da figura, temos os comprimentos de onda e, na parte de baixo, as frequências correspondentes.