Ondas - parte 2

Ondas - parte 2

1. Reflexão é o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície.

   • 2ª Lei da reflexão O ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao ângulo de incidência (i). i = r
   • 1ª lei da reflexão O raio de luz refletido e o raio de luz incidente, assim como a reta normal à superfície, pertencem ao mesmo plano, ou seja, são coplanares.
   • Qualquer que seja o tipo de onda, o módulo de sua velocidade de propagação não se altera na reflexão, pois ela continua a propagar-se no mesmo meio em que estava
     • Reflexão de ondas transversais em cordas é dividida em duas partes:
       • Quando o pulso chega a um extremo fixo, impossibilitado de oscilar, observa-se que o pulso refletido tem orientação oposta à do pulso incidente: dizemos que o pulso refletiu com inversão de fase. Isso ocorre porque a extremidade, sendo fixa, reage sobre a corda com uma força F de mesmo módulo da força exercida pela corda sobre ela (lei da ação e reação).
       • Extremidade livre: pode ser idealizada por um anel leve, que possa deslizar sem atrito ao longo de uma haste. Quando o pulso atinge o anel, ele sobe e desce e o pulso é refletido sem inversão. O pulso refletido está em fase com o incidente, pois tanto um como o outro provocam um movimento de sobe e desce.

2. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

3. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

4. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

5. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

6. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

7. A superposição de pulsos de duas ou mais ondas de mesma natureza provoca no local da superposição uma perturbação resultante igual à "soma algébrica" das perturbações individuais de cada onda

   • O resultado da superposição depende da forma como esses pulsos foram originados
     • Situação 1: pulsos em fase. No momento em que os pulsos se encontram, suas elongações em cada ponto da corda se somam algebricamente, sendo sua amplitude (elongação máxima) a soma das duas amplitudes. Após este encontro, cada um segue na sua direção inicial, com suas características iniciais conservadas. Este tipo de superposição é chamado interferência construtiva, já que a superposição faz com que a amplitude seja momentaneamente aumentada em módulo.
     • Situação 2: pulsos em oposição de fase. Novamente, ao se encontrarem as ondas, suas amplitudes serão somadas, mas podemos observar que o sentido da onda de amplitude é negativo em relação ao eixo vertical, portanto <0. Logo, o pulso resultante terá amplitude igual a diferença entre as duas amplitudes: Sendo que o sinal negativo está ligado à amplitude e elongação da onda no sentido negativo. Após o encontro, cada um segue na sua direção inicial, com suas características iniciais conservadas. Este tipo de superposição é chamado interferência destrutiva, já que a superposição faz com que a amplitude seja momentaneamente reduzida em módulo.

8. A refração e reflexão de ondas transversais em cordas tensas podem ser facilmente visualizadas e também obedecem às regras básicas da refração e da reflexão.

9. A superposição de duas ondas periódicas ocorre de maneira análoga à superposição de pulsos. Causando uma onda resultante, com pontos de elongação equivalentes à soma algébrica dos pontos das ondas sobrepostas.

   • Essa superposição de ondas periódicas pode apresentar dois efeitos de particular interesse: o batimento e as ondas estacionárias
     • Batimento: é obtido pela superposição de ondas periódicas de frequências ligeiramente diferentes e de mesma amplitude (ou amplitudes próximas).
     • Ondas estacionárias: é a configuração resultante da superposição de duas ondas idênticas que se propagam na mesma direção e em sentidos opostos

10. Refração é outro fenômeno caracterizado pela passagem de uma onda de um meio para outro, de características diferentes

    • Qualquer que seja o tipo de onda, sua frequência não se altera na refração. No entanto, devido à mudança de meio, a velocidade se modifica, mesmo ocorrendo com o comprimento de onda.
    • 1ª Lei da Refração O raio incidente I, a normal N e o raio refratado R, pertencem ao mesmo plano, denominado plano de incidência da luz, ou seja, o raio incidente, a reta normal e o raio refratado são coplanares.
    • 2ª Lei da Refração Para cada par de meios e para cada luz monocromática que se refrata é constante o produto do seno do ângulo que o raio forma com a normal e o índice de refração do meio em que o raio se encontra.

11. Ressonância

    • É o fenômeno que acontece quando um sistema físico recebe energia por meio de excitações de frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração. Assim, o sistema físico passa a vibrar com amplitudes cada vez maiores.
      • Cada sistema físico capaz de vibrar possui uma ou mais frequências naturais, isto é, que são características do sistema, mais precisamente da maneira como este é construído. Como por exemplo, um pêndulo ao ser afastado do ponto de equilíbrio, cordas de um violão ou uma ponte para a passagem de pedestres sobre uma rodovia movimentada.
        • Todos estes sistemas possuem sua frequência natural, que lhes é característica. Quando ocorrem excitações periódicas sobre o sistema, como quando o vento sopra com frequência constante sobre uma ponte durante uma tempestade, acontece um fenômeno de superposição de ondas que alteram a energia do sistema, modificando sua amplitude.

12. Princípio de Huygens

    • Christian Huygens (1629-1695), no final do século XVII, propôs um método de representação de frentes de onda, onde cada ponto de uma frente de onda se comporta como uma nova fonte de ondas elementares, que se propagam para além da região já atingida pela onda original e com a mesma frequência que ela. Esta ideia é conhecida como Princípio de Huygens.
      • Para um considerado instante, cada ponto da frente de onda comporta-se como fonte das ondas elementares de Huygens. A partir deste princípio, é possível concluir que, em um meio homogêneo e com as mesmas características físicas em toda sua extensão, a frente de onda se desloca mantendo sua forma, desde que não haja obstáculos.
    • A difração é um fenômeno ondulatório que só pode ser explicado utilizando o Princípio de Huygens
      • Chama-se difração de uma onda o encurvamento sofrido por seus raios quando a onda encontra obstáculos à sua propagação. O fenômeno prova ser incorreta a generalização de que os raios de onda são retilíneos( ainda que em meios homogêneos e isótopos).

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