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Em física, comprimento de onda é a distância entre valores repetidos sucessivos num padrão de onda.^[1] É usualmente representado pela letra grega lambda (λ).

Em uma onda senoidal, o comprimento de onda “é a distância (paralela à direção de propagação da onda) entre repetições da forma de onda". Pode, então, ser representada pela distância entre picos (máximos), vales (mínimos), ou duas vezes a distância entre nós.

No gráfico ao lado, o eixo x representa a distância e o eixo y representa alguma quantidade periódica,^[2] 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^[3]f, a velocidade de repetição de qualquer fenômeno 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 na qual a onda viaja.

Essa relação é dada por: ^[4]

λ=cf{displaystyle lambda ={frac {c}{f}}}

em que:

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

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

f = frequência da onda 1/s = Hz.

A velocidade de uma onda pode portanto ser calculada com a seguinte equação:^[5]

v=λT=λf{displaystyle v={frac {lambda }{T}}={lambda }{f}}

em que:

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=1T{displaystyle 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:^[6]

f=vλ{displaystyle 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 refração n do meio, mas a frequência permanece inalterada. O comprimento de onda no meio, λ' é dado por^[7]:

λ′=λ0n{displaystyle lambda ^{prime }={frac {lambda _{0}}{n}}}

em que:

λ₀ é o comprimento de onda no vácuo.

Ondas em cordas |

Três primeiros harmônicos em cordas com as extremidades fixas

Ondas estacionárias se formam em instrumentos musicais de cordas, como a guitarra. Nas extremidades, são formados nodos. No primeiro harmônico haverá somente um antinodo, no segundo haverá dois antinodos e assim por diante.
A partir disso, concluímos que:

λn=2Lnn=1,2,3,…{displaystyle {lambda _{n}}=2{frac {L}{n}}qquad n=1,2,3,dots }

Onde L é o comprimento da corda e n representa o n-ésima harmônica.

Já para cordas com uma das extremidades livre, se formará um nodo na extremidade fixa e um antinodo na extremidade livre.
Nesse caso, o comprimento de onda é dado por:

λn=4Lnn=1,3,5,…{displaystyle {lambda _{n}}=4{frac {L}{n}}qquad n=1,3,5,dots }

Onde n representa o n-ésima harmônica, não havendo os harmônicos pares nesse sistema.

Ondas em tubos sonoros |

Para tubos com uma extremidade aberta e a outra fechada, teremos um antinodo na extremidade fechada. Assim as oscilações em um tubo com uma extremidade aberta e a outro fechada se assemelha com uma corda com uma extremidade fixa e a outra livre.^[8]
Seguindo a mesma interpretação, em um tubo com ambas as extremidades abertas, há um nodo em cada extremidade.^[9] Estas configurações fazem com que as ondas estacionárias em um tubo de ambas as extremidades abertas se assemelhe as de uma corda com ambas as extremidades fixas.

Teoria das cores |

Um prisma triangular dispersando a luz branca

A sensação visual de cores provocada nos seres humanos está relacionada ao comprimento de onda da radiação, sendo que o maior comprimento de onda provoca a sensação de vermelho, e o menor, violeta.

Cada luz colorida possui uma velocidade de propagação diferente em meios materiais. Sabemos que a luz branca é na verdade a superposição das infinitas cores do espectro visível, e de acordo com a Lei de Snell-Descartes, cada cor será refratada sob determinado ângulo. Isso fica evidente quando um raio de luz branca atravessa um prisma de vidro, por exemplo.

Cor e comprimento de onda |

A tabela a seguir mostra, aproximadamente, os comprimentos de onda relacionados às principais cores do espectro visível.^{[carece de fontes?]}

Comprimento de onda angular |

Relação entre comprimento de onda, comprimento de onda angular e outras propriedades de ondas. (τ é uma expressão alternativa para 2π.)

O comprimento de onda angular é uma grandeza relacionada ao comprimento de onda (também conhecida como comprimento de onda reduzida), geralmente simbolizada por ƛ (lambda com barra). Corresponde ao comprimento de onda "regular", "reduzido" por um fator de 2π (ƛ = λ/2π). Geralmente, é encontrado em mecânica quântica, onde se usa em combinação com a constante reduzida de Planck (simbolizada por ħ, h com barra) e com a frequência angular (simbolizada pela letra grega ω) ou com o número de onda angular (simbolizado pela letra latina k).^[10]

Ver também |

• Onda


• Frequência


• Amplitude

Referências

v d e Espectro eletromagnético
Raios gama  · Raios X  · Ultravioleta  · Espectro visível  · Infravermelho  · Raios T  · Micro-onda  · Rádio ← menor comprimento de onda       maior comprimento de onda →
Espectro visível	Vermelho  · Alaranjado  · Amarelo  · Verde  · Azul  · Anil  · Violeta
Micro-onda	Banda W  · Banda V  · Banda Ka  · Banda K  · Banda Ku  · Banda X  · Banda C  · Banda S  · Banda L
Onda de rádio	EHF  · SHF  · UHF  · VHF  · HF  · MF  · LF  · VLF  · ULF  · SLF  · ELF
Tipos de comprimento de onda	Micro-onda  · Onda curta  · Onda média  · Onda longa  · Onda tropical