Fenômenos Ondulatórios I
Olá pessoal! O Direto ao ponto tem como objetivo apresentar a teoria para aqueles que não querem perder tempo e precisam de um resumo de Física rápido da matéria. Vamos lá!
1.REFLEXÃO
O fenômeno da refração da luz já foi estudado na Óptica Geométrica. Este fenômeno ocorre tanto com ondas mecânicas quanto eletromagnéticas. Vamos relembrar a lei da reflexão, onde o ângulo de incidência e de reflexão são iguais.
Na reflexão, nenhum elemento da onda (comprimento de onda, frequência e velocidade) muda.
1.1 Reflexão em ondas unidimensionais
Observe o pulso se propagando em uma corda de duas formas distintas: na primeira, a extremidade esquerda da corda está fixa em uma parede na segunda, a extremidade está solta e pode oscilar de baixo para cima.
Extremidade fixa: o pulso refletido inverte (inversão de fase).
Extremidade móvel: o pulso refletido retorna sem inversão.
1.2 Reflexão em ondas bidimensionais / tridimensionais
Uma onda que se propaga na água reflete em um obstáculo e retorna de acordo com ilustração abaixo. Cada ponto dessa frente (crista) de onda reflete-se “individualmente”, alterando a direção e sentido de propagação da onda.
Perceba que para a onda refletida, tudo se passa como se ela fosse emitida por uma fonte F’ simétrica a fonte F em relação ao obstáculo. Esta é uma forma utilizada para desenhar as ondas refletidas em alguns exercícios.
2. REFRAÇÃO
A refração ocorre sempre que uma onda, seja ela mecânica ou eletromagnética, sofre uma mudança na sua velocidade de propagação. Neste fenômeno, o comprimento de onda também se altera. A frequência permanece constante.
2.1 Refração em ondas unidimensionais
Da corda mais leve para a corda mais grossa: o pulso reflete com inversão de fase.
Da corda mais grossa para a corda mais leve: o pulso reflete sem inversão de fase.
A refração ocorre nos dois casos, sem inversão de fase.
2.2 Refração em ondas bidimensionais/ tridimensionais
A refração pode ocorrer em superfície liquidas, seja pela mudança de meio ou de profundidade.
A lei de Snell-Descartes (n1 seni = n2 senr) também é válida para esse tipo de reflexão (é necessário realizar um pequeno ajuste)
· n1 e n2 à índice de refração do meio incidente e refringente, respectivamente.
· sen i e sen r à seno do ângulo de incidência e refração, respectivamente.
· v1 e v2 à velocidade da onda no meio incidente e refringente, respectivamente.
· λ1 e λ2 à comprimento de onda no meio incidente e refringente, respectivamente.
3. DIFRAÇÃO
Observe a figura abaixo. Uma onda de comprimento de onda λ se propaga na água e encontra um obstáculo com um pequeno furo. Parte da onda contorna esse obstáculo e se propaga do lado direito. Esse fenômeno é conhecido como difração.
Para que o fenômeno da difração ocorra, a ordem de grandeza do obstáculo e do comprimento de onda da onda devem ser iguais.
