Comprimento de onda

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Em física, comprimento de onda é a distância entre valores repetidos num padrão de onda. É usualmente representado pela letra grega lambda (λ).

Numa onda senoidal, o comprimento de onda é a distância entre picos (ou máximos):

No gráfico acima, o eixo x representa a distância e o eixo y representa alguma quantidade periódica, como por exemplo a pressão, no caso do som ou o campo elétrico para ondas eletromagnéticas ou a altura da água para uma onda no mar profundo. A altura no eixo y é também chamada de amplitude da onda.

O comprimento de onda λ tem uma relação inversa com a frequência f, a velocidade de repetição de qualquer fenómeno periódico. O comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. Quando se lida com radiação electromagnética no vácuo, essa velocidade é igual à velocidade da luz 'c', para sinais (ondas) no ar,essa velocidade é a velocidade a que a onda viaja. Esta relação é dada por:

$\lambda = \frac{c}{f}$

onde:

λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda electromagnética;

c = velocidade da luz no váculo = 299.792,458 km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s ou

c = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C (68 °F);

f = frequência da onda 1/s = Hz.

A velocidade de uma onda pode portanto ser calculada com a seguinte fórmula:

$v = \frac{\lambda}{T}$

onde:

v = velocidade da onda.

λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda electromagnética;

T é o período da onda.

O inverso do período, 1/T, é chamado de frequência da onda, ou frequência de onda:

$f = \frac{1}{T}$

e mede o número de ciclos (repetições) por segundo executados pela onda. É medida em Hertz (ciclos/segundo).

Para caracterizar uma onda, portanto, é necessário conhecer apenas duas quantidades, a velocidade e o comprimento de onda ou a frequência e a velocidade, já que a terceira quantidade pode ser determinada da equação acima, que podemos reescrever como:

$f = \frac{v}{\lambda}$

Quando ondas de luz (e outras ondas electromagnéticas) entram num dado meio, o seu comprimento de onda é reduzido por um factor igual ao índice de refracção n do meio, mas a frequência permanece inalterada. O comprimento de onda no meio, λ' é dado por:

$\lambda^\prime = \frac{\lambda_0}{n}$