Diferença entre ondas estacionárias e progressivas

Índice:

Principal diferença - ondas estacionárias vs. ondas progressivas
O que são ondas progressivas (ondas viajantes)
O que são ondas estacionárias (ondas estacionárias)
Diferença entre ondas estacionárias e progressivas

Principal diferença - ondas estacionárias vs. ondas progressivas

A oscilação das partículas em uma onda contém alguma energia. Dependendo do que acontece com a energia em uma onda, podemos classificar as ondas em ondas estacionárias (ondas estacionárias) e ondas progressivas (ondas viajantes). o principal diferença entre ondas estacionárias e progressivas é que ondas progressivas transferem energia de um lugar para outro enquanto que ondas estacionárias não transferem energia de um lugar para outro.

O que são ondas progressivas (ondas viajantes)

Ondas progressivas transferem energia de um lugar para outro, sem transferir a matéria. Em ondas mecânicas progressivas, uma molécula oscilante transfere parte de sua energia para a próxima molécula e, então, essa molécula também começa a oscilar. Esta molécula agora transfere energia para a próxima molécula… e assim por diante, a energia é transferida ao longo da onda. No caso das ondas eletromagnéticas, as mudanças nos campos elétricos e magnéticos transportam a energia da onda.

o luz vinda do Sol é um exemplo de uma onda progressiva. As oscilações nos campos elétrico e magnético trazem energia desde o Sol até a Terra. Em uma onda progressiva, dois pontos vizinhos nunca estão em fase um com o outro. Suponha que um ponto A ao longo da onda esteja em uma fase específica. Se A tem um ponto vizinho B e se a onda está sendo propagada na direção de A para B, então o ponto B adquire a fase de A um momento depois que A o faz. Enquanto isso está acontecendo, A também está mudando sua fase, então A e B nunca estarão em fase um com o outro. Consequentemente, se A adquire sua "amplitude" (ou seja, deslocamento máximo do equilíbrio) em um determinado momento, B adquire sua amplitude um momento depois, mas nesse momento A não está mais no valor de amplitude.

O que são ondas estacionárias (ondas estacionárias)

As ondas estacionárias não transferem energia de um lugar para outro. Em vez disso, eles “armazenam” sua energia em um só lugar. As ondas estacionárias são formadas quando duas ondas progressivas com a mesma frequência e amplitudes semelhantes, viajando em direções opostas, interferem uma na outra. Se você olhar para uma onda estacionária, parecerá que ela é feita de “loops”. Os "meios" desses loops são chamados antinodos e as "bordas" desses loops são chamadas nós, como mostrado abaixo:

Ondas estacionárias: nós e antinodos

Os nós se formam em lugares onde as duas ondas progressivas interferem em antifase. Os antinodos se formam em locais onde as duas ondas progressivas interferem em fase. Observe que este tipo de padrão estável se forma apenas em frequências específicas, chamadas frequências harmônicas. Em outras frequências, a relação de fase entre as duas ondas progressivas em qualquer ponto não é constante e, portanto, você não seria capaz de ver um padrão claro e estável. O vídeo a seguir oferece uma grande demonstração, mostrando como uma onda estacionária é formada em uma corda vibrante.

Em ondas estacionárias, cada ponto "dentro de um loop" (ou seja, entre dois nós sucessivos) está em fase. Isso significa que todas as oscilações atingem amplitude simultaneamente. No entanto, não há dois pontos vizinhos ao longo de uma onda estacionária com a mesma amplitude. Um ponto em um antinó tem a amplitude máxima, enquanto um ponto em um nó tem uma amplitude de 0. Os pontos em dois “loops vizinhos” em uma onda estacionária estão em antifase entre si. A distância entre dois nós sucessivos (ou dois antinodos sucessivos) em uma onda estacionária é igual a metade do comprimento de onda.

Ondas produzidas por cordas de violão são ondas estacionárias. Quando você dedilha uma corda, você cria uma onda progressiva que viaja ao longo da corda e se reflete no final da corda. A onda original interfere na onda refletida e forma uma onda estacionária. Flautas e outros instrumentos de sopro também produzem ondas estacionárias. Essas ondas estacionárias são produzidas pela oscilação das moléculas de ar nas colunas de ar desses instrumentos.