Fenômenos ondulatórios
O que toda onda faz ao encontrar obstáculos e outras ondas — reflexão, refração, difração e interferência.
Os quatro fenômenos
O que acontece com uma onda pelo caminho
Reflexão
A onda bate num obstáculo e volta. É o eco (som) e a imagem no espelho (luz). O ângulo de volta é igual ao de chegada.
Refração
A onda muda de meio e muda de velocidade — e por isso entorta. A luz do ar para a água; o som do ar para a água.
Difração
A onda contorna obstáculos e passa por frestas, se espalhando. É por isso que ouvimos som atrás da parede.
Interferência
Duas ondas se encontram e se somam: podem reforçar (construtiva) ou anular (destrutiva) uma à outra.
Interferência em detalhe
Quando duas ondas se somam
Quando duas ondas passam pelo mesmo ponto, seus efeitos se somam (princípio da superposição). O resultado depende de estarem em fase ou não.
Se as duas cristas chegam juntas, elas se reforçam: interferência construtiva (onda maior, som mais forte). Se a crista de uma encontra o vale da outra, elas se cancelam: interferência destrutiva (onda menor, ou silêncio).
Isso depende da diferença de percurso: se as ondas percorrem distâncias que diferem por um número inteiro de comprimentos de onda, chegam em fase (construtiva); se diferem por meio comprimento de onda, chegam opostas (destrutiva).
É o princípio dos fones com cancelamento de ruído: eles geram uma onda “oposta” ao barulho, que o anula por interferência destrutiva.
Simulador: interferência de duas fontes
O padrão clássico de faixas claras e escuras
Duas fontes idênticas criam faixas onde as ondas se somam (construtiva) e faixas onde se anulam (destrutiva). Aproxime as fontes ou aumente o comprimento de onda: as faixas ficam mais largas e espaçadas.
O que observar
As faixas azuis radiais são onde as ondas se reforçam; as brancas entre elas, onde se anulam.
Aumente o comprimento de onda: as faixas ficam mais largas e espaçadas.
Afaste as fontes: aparecem mais faixas, mais próximas.
Exemplos resolvidos
Fenômenos ondulatórios passo a passo
Interferência construtiva
Duas fontes em fase, e um ponto está a 8 m de uma e 10 m da outra. Se λ = 2 m, a interferência é construtiva?
diferença de percurso = 10 − 8 = 2 m
2 m = 1 · λ (número inteiro de λ)
Interferência destrutiva
No mesmo caso, mas λ = 4 m. Como fica?
diferença de percurso = 2 m
2 m = λ/2 (metade de 4 m)
Refração — muda a velocidade
Uma onda passa para um meio onde anda mais devagar. O que acontece com λ, se f não muda?
v = λ·f, com f constante
se v diminui, λ diminui na mesma proporção
Difração
Por que ouvimos som atrás de um muro, mas não vemos através dele?
difração é forte quando λ ~ tamanho do obstáculo
som tem λ de metros; luz, de nanômetros
Erros que todo mundo comete
Cuidados com fenômenos ondulatórios
⚠️ Refração muda a frequência
Não muda. Na refração, a frequência é constante; o que muda é a velocidade e o comprimento de onda.
⚠️ Interferência “some” energia
Na destrutiva a onda some naquele ponto, mas a energia se redistribui para os pontos de interferência construtiva.
⚠️ Só luz difrata/interfere
Todos os fenômenos valem para qualquer onda — som, água, luz. São propriedades gerais das ondas.
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