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    Como calcular um número de onda

    As ondas podem descrever o som, a luz ou até a função de onda das partículas, mas cada onda tem um número de onda. Isso descreve como ela varia através do espaço, e isso depende crucialmente do comprimento de onda da onda ou de sua velocidade e frequência. Para estudantes de física ou química, aprender a calcular um número de onda é uma parte vital do domínio do assunto. A boa notícia é que existe uma fórmula simples para o número de onda e você precisa apenas de informações muito básicas sobre a onda para calculá-la.

    TL; DR (muito longo; não leu)

    Use a equação:

    v

    \u003d 1 / 𝜆




    \u003d f
    / v

    Para calcular o número de onda espacial ( v
    ), observando que 𝜆

    significa comprimento de onda, f
    significa frequência e v
    , a velocidade da onda.

    Use a equação:

    k
    \u003d 2π / 𝜆


    \u003d 2π_f_ / v

    Para calcular número de onda angular ( k
    ).
    O que é um número de onda?

    Físicos e químicos usam dois tipos diferentes de número de onda - o número de onda espacial (freqüentemente chamado de frequência espacial) ou o ângulo número de onda (às vezes chamado de número de onda circular). O número de onda espacial informa o número de comprimentos de onda por unidade de distância, enquanto o número de onda angular informa o número de radianos (uma medida de ângulo) por unidade de distância. De um modo geral, o número de onda angular é usado em física e geofísica, enquanto o número de onda espacial é usado em química. Essencialmente, as equações são as mesmas, exceto que o número de onda angular usa 2π como numerador, porque esse é o número de radianos em um círculo inteiro (equivalente a 360 °).

    1. Encontre as informações necessárias a onda

      Encontre o comprimento de onda da onda antes de calcular o número de onda angular ou espacial. Ambas as quantidades dependem apenas do comprimento de onda, indicado pelo símbolo λ
      , e você pode ler isso diretamente de uma representação visual da onda como a distância entre sucessivos "picos" ou "vales" da onda.

      Se você não tiver o comprimento de onda, poderá usar o relacionamento:

      𝜆



      \u003d v
      / f

      Onde v
      representa a velocidade da onda e f
      representa sua frequência. Isso significa que você pode calcular o número de onda com uma frequência e uma velocidade, observando que para as ondas de luz, a velocidade é sempre v
      \u003d c
      \u003d 2.998 × 10 8 metros por segundo .

    2. Escolha a forma correta da equação

      Use o seguinte relacionamento para calcular o número de onda espacial (representado aqui por v
      , embora outros símbolos às vezes sejam usados ):

      v

      \u003d 1 / 𝜆




      \u003d f
      / v

      Onde a primeira definição simplesmente representa o recíproco do comprimento de onda, e a segunda expressa isso como a frequência dividida pelo velocidade da onda. Os números de onda têm unidades de comprimento −1, por exemplo, para metros (m), isso seria m −1.

      Para o número de onda angular (indicado por k
      ) , a fórmula é:

      k

      \u003d 2π / 𝜆


      \u003d 2π_f_ /< em> v

      Onde, novamente, o primeiro usa comprimento de onda e o segundo traduz isso em frequência e velocidade.

    3. Calcule o número de onda

      Calcule o número de onda usando a equação apropriada. Para uma onda de luz com comprimento de onda de 700 nanômetros ou 700 × 10 −9 m, representando luz vermelha, o cálculo do número de onda angular é:

      k

      \u003d 2π / 𝜆


      \u003d 2π /(700 × 10 −9 m)

      \u003d 8.975979 × 10 6 m −1

      ≅ 8,98 × 10 6 m −1

      Para uma onda sonora, com uma frequência de 200 Hz e uma velocidade de 343 metros por segundo (ms -1), o cálculo do número de onda espacial fornece:

      v

      \u003d f
      / v

      \u003d 200 Hz /343 ms −1

      \u003d 0,583 m −1

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