Principal diferença - ondas eletromagnéticas vs. ondas mecânicas

Uma onda é feita de algum tipo de perturbação que viaja. Dependendo de suas propriedades, podemos classificar as ondas em vários tipos diferentes. Uma das distinções baseia-se em se os distúrbios em uma onda precisam de um meio para percorrer. Dessa forma, classificamos as ondas em ondas eletromagnéticas e mecânicas. o principal diferença entre ondas mecânicas e eletromagnéticas é que ondas eletromagnéticas não requerem um meio para se propagar enquanto que ondas mecânicas requerem um meio para se propagar.

O que são ondas mecânicas

As ondas mecânicas consistem em distúrbios que só podem viajar através de um meio. Você pode criar uma onda simples mexendo uma corda para cima e para baixo, e esta é uma onda mecânica. Quando uma molécula se move para cima, faz com que as moléculas vizinhas também subam e, dessa forma, a perturbação se move ao longo da corda. Aqui, a corda é o meio da onda porque é o movimento das “moléculas da corda” que carrega consigo a perturbação.

Outro exemplo muito bom de onda mecânica é a onda sonora. As ondas sonoras são feitas de moléculas oscilantes. Normalmente, quando ouvimos som, nosso ouvido está detectando o movimento para frente e para trás das moléculas de ar (você pode verificar se o som é realmente feito de moléculas de ar vibrando colocando uma vela na frente de um alto-falante, veja o vídeo abaixo). O cérebro interpreta esse movimento de vaivém das moléculas de ar como “som”. Também podemos ouvir o som por meio de vibrações de outros tipos de moléculas: você pode ouvir embaixo d'água por causa das vibrações nas moléculas de água, por exemplo.

O que torna as ondas sonoras mecânicas é que o som não seria capaz de se propagar se não houvesse um meio. Por exemplo, imagine colocar uma campainha tocando dentro de uma jarra de vácuo e lentamente deixando o ar sair. Conforme o ar sai da jarra, o som fica mais fraco. Quando não há ar dentro da jarra, o sino ainda está vibrando, mas não há nada no meio para transportar o som para fora, então o som pára. Se você deixar o ar entrar lentamente, poderá começar a ouvir o som novamente. Esta experiência é mostrada no vídeo abaixo:

O que são ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas consistem em distúrbios que podem viajar sem um meio. Por exemplo, a luz do Sol é uma onda eletromagnética que viaja pelo vácuo entre a Terra e o Sol. As ondas eletromagnéticas podem fazer isso porque não dependem de moléculas vibratórias. Em vez disso, o que está oscilando em uma onda eletromagnética é um campo elétrico. Existe um campo magnético também, que está oscilando em fase com o campo elétrico, em 90^o para o campo elétrico. As vibrações são conduzidas em uma direção que está em 90^o às oscilações do campo elétrico e do campo magnético. Uma curta animação de como esses campos vibram é mostrada no vídeo abaixo:

No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas viajam a uma velocidade de cerca de 3 × 10⁸ em^-1. Isso geralmente é chamado de velocidade da luz no vácuo. Dependendo do comprimento de onda, eles podem ser classificados em vários tipos diferentes. O diagrama mostra esses diferentes tipos, começando com comprimentos de onda maiores (esquerda) e comprimentos de onda menores (direita).

O Espectro Eletromagnético

Como as oscilações estão em ângulos retos com a direção de propagação, as ondas eletromagnéticas são ondas transversais. Isso significa que as ondas eletromagnéticas podem ser polarizadas.

Diferença entre ondas mecânicas e eletromagnéticas

Método de Propagação

Ondas mecânicas requer um meio para se propagar.

Ondas eletromagnéticas não requer um meio para se propagar. Eles podem se propagar no vácuo.

Velocidade

Ondas mecânicas viajam mais devagar do que as ondas eletromagnéticas.

Ondas eletromagnéticas viajar em 3 × 10⁸ em^-1 em aspiradores. Quando eles viajam por outras mídias, eles ficam um pouco mais lentos.

Tipo de Ondas

Ondas mecânicas pode ser transversal ou longitudinal. Quando são longitudinais, não podem ser polarizados.

Ondas eletromagnéticas são ondas transversais, portanto, podem ser polarizadas.

Imagem Cortesia

“Um diagrama do espectro de Milton, mostrando o tipo, comprimento de onda (com exemplos), frequência, a temperatura de emissão do corpo negro…” por Inductiveload, NASA (self-made, information by NASA) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons