Frequência e comprimento de onda são duas propriedades fundamentais das ondas. A frequência (em Hz) indica quantas vezes por segundo uma onda se repete. O comprimento de onda é a distância física entre cristas consecutivas. Elas são inversamente relacionadas pela velocidade da onda no meio.
A fórmula
Comprimento de onda = Velocidade / Frequência
λ = v / f
Ou:
Frequência = Velocidade / Comprimento de onda
f = v / λ
Para ondas eletromagnéticas (luz) no vácuo: v = 3 × 10⁸ m/s.
Exemplo: Luz
A luz verde visível tem comprimento de onda ~500 nm. Qual é a sua frequência?
500 nm = 5 × 10⁻⁷ m
f = (3 × 10⁸) / (5 × 10⁻⁷) = 6 × 10¹⁴ Hz
O olho humano responde a frequências entre 4×10¹⁴ Hz (vermelho) e 8×10¹⁴ Hz (violeta).
A velocidade varia com o meio
| Medium | Speed | Relative to c |
|---|---|---|
| Vacuum | 3.0 × 10⁸ m/s | 1.0 |
| Air | 3.0 × 10⁸ m/s | ≈1.0 |
| Water | 2.25 × 10⁸ m/s | 0.75 |
| Glass | 2.0 × 10⁸ m/s | 0.67 |
Exemplo: Som
Uma onda sonora de 440 Hz (nota Lá musical) percorre o ar a 343 m/s:
λ = 343 / 440 = 0,78 m = 78 cm
Na água (1 480 m/s):
λ = 1 480 / 440 = 3,36 m
Aplicações
- Transmissão de rádio: diferentes frequências requerem tamanhos de antena diferentes
- Ótica: o design de lentes depende do comprimento de onda
- Acústica: as dimensões da sala afetam as frequências de ressonância
- Astronomia: o desvio para o vermelho revela velocidades de objetos distantes
Dicas
Lembre-se de que a frequência não muda quando uma onda entra em um meio diferente — mas o comprimento de onda muda. Quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda (relação inversa).