Ondas bidimensionais

Explicamos o que são as ondas bidimensionais, suas características, tipos que existem e dão vários exemplos

Onda dois -dimensionais produzida pela perturbação em um ponto na superfície da água de um lago, visto de cima. O padrão circular formado pelos vales de crista e onda pode ser visto

O que são ondas bidimensionais?

São ondas bidimensionais Aqueles cujas frentes se movem em um avião, como é o caso das ondas que são formadas na superfície da água silenciosa, por causa de um pequeno distúrbio.

Da mesma maneira, as ondas formadas na superfície da água parada em um balde são bilimessionais, ao derrubar uma gota de água. Em seguida, são formadas ondas, cujas cordilheiras e vales formam círculos concêntricos ao redor do ponto de perturbação, espalhando -se radialmente e fora, nas duas dimensões da interface de água com o ar com o ar.

O tipo de onda bidimensional mais comum que ocorre nos dois diferentes meios interface, por exemplo, ar e água, ou superfície do ar e da Terra.

Mas eles também podem ocorrer na interface de dois líquidos de densidade diferente, ou nas camadas do subsolo, em diferentes velocidade de propagação.

Ondas eletromagnéticas bidimensionais também podem ser formadas na interface de dois meios de diferentes constantes dielétricos, como em ondas de rádio que espalham a superfície da Terra.

Características de ondas bidimensionais

A característica distinta das ondas bilimensionais é que elas se espalham em duas dimensões, ou seja, as frentes de ondas se movem em uma superfície. Além do mais:

• A superfície de propagação das ondas bilimensionais geralmente é um plano, mas as ondas que se espalham na superfície de uma esfera também podem ser consideradas bidimensionais, pois não há propagação na direção radial.
• Ondas posteriores podem ser longitudinais, transversais ou uma combinação de ambos. O que importa é que a direção do movimento das frentes de ondas ocorre em uma superfície (duas dimensões).
• Eles geralmente ocorrem na interface de dois meios com diferentes propriedades elásticas ou dielétricas.
• Eles também podem ocorrer em um ambiente homogêneo tridimensional, se o distúrbio inicial ocorrer em duas direções e a terceira direção permanecer inalterada.

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Tipos de ondas bidimensionais

Ondas mecânicas

Ondas mecânicas são entendidas como aquelas que requerem um meio de propagação material, que pode ser um gás, um líquido ou um sólido.

Nas ondas mecânicas, um distúrbio é um pequeno deslocamento do substrato em equilíbrio, que dessa maneira gera uma força restauradora. Essa força é responsável por produzir o pulso ou onda que se espalha pelo meio.

Ondas eletromagnéticas

Ao contrário das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não requerem meios de propagação, pois são capazes de se espalhar por vácuo.

No entanto, ondas eletromagnéticas em duas dimensões são geralmente formadas na interface de dois meios, como vácuo e uma superfície dielétrica, ou vazio e uma superfície condutora, como um metal. 

Exemplos de ONDAs bidimensionais

Ondas mecânicas bidimensionais

Eles são muito variados, alguns exemplos são os seguintes:

1.- Ondas em uma membrana tensa

Exemplo deles são as ondas estacionárias que são formadas na superfície de um tambor.

2.- Ondas gravitacionais na superfície do oceano

São aqueles que formam as ondas do mar, e seu comportamento é governado principalmente pela força da gravidade, em outras palavras, pelo peso da própria água.

3.- Ondas de superfície interfaciais

Eles são formados na interface de dois meios, por exemplo, na superfície parada de um lago e no ar acima dele.

Ao contrário das ondas do mar, nas quais a força restauradora é o peso, a propagação das pequenas ondas de um lago se deve em grande parte à tensão superficial da água. Esta é a mesma força que permite que os pequenos insetos andem ao longo da superfície da água silenciosa ou um pino de aço fino flutuando nele.

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4.- Ondas sísmicas superficiais

São ondas bidimensionais que se espalham paralelas à superfície da Terra. Eles cumprem a equação de ondas para a mídia elástica e sua amplitude decair rapidamente com profundidade, devido à perda total de esforço elástico na superfície exposta à atmosfera.

Entre as ondas sísmicas que se espalharam por toda a superfície da Terra, elas se destacam:

• As Ondas de amor, em que o distúrbio é paralelo à superfície.
• As Rayleight Waves, cuja polarização é perpendicular à direção da propagação, e eles também são um pouco mais rápidos do que as ondas de amor.

A onda bilégua do amor é uma onda sísmica transversal que se espalha paralela à superfície da Terra e sua amplitude decai rapidamente na direção perpendicular. Fonte: Wikimedia Commons

A velocidade de propagação nesse tipo de onda depende do comprimento de onda, para que sejam considerados ondas dispersivas.

5.- Ondas de Stoneley

São ondas elásticas transversais que se propagam de maneira bidimensional na interface de dois materiais sólidos com diferentes módulos de elasticidade.

Ondas bidimensionais eletromagnéticas

Também são apresentadas ondas bidimensionais eletromagnéticas, como:

1.- Ondas SPP (Surface Plasmon Polariton) 

São ondas eletromagnéticas que viajam ao longo da superfície bilimensional formada por um condutor metálico e um isolador.

O nome se origina no fato de que esse tipo de onda produz uma polarização (ou separação de carga induzida) na superfície metálica e também uma onda eletromagnética no ambiente próximo a essa superfície.

Ambas as ondas, que se originam da separação de carga em metal e onda eletromagnética, viajam juntas ao longo das duas dimensões da superfície de metal.

2.- Norton Rasant Ondas

São ondas de rádio que viajam em paralelo à superfície da Terra, seguindo sua curvatura; portanto, ondas bilimensionais são consideradas.

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Estas são as chamadas Ondas de rádio de onda longa, cuja frequência está abaixo dos três megahertzios. 

Tais ondas são facilmente difratadas, e é por isso que podem cercar obstáculos e seguir a curvatura terrestre, se espalhando para grandes distâncias.

3.- Sommerfeld-Zenneck ondas superficiais

Essas ondas eletromagnéticas bilimensionais são transferidas em paralelo à interface plana de dois meios homogêneos, mas com diferentes subsídios elétricos.

Na direção ortogonal para a interface plana, a amplitude dessas ondas desaparece exponencialmente. Por esse motivo, eles são considerados autenticamente bidimensionais, espalhando -se apenas ao longo da superfície que separa os dois meios.