Observação 1: Para o estudo dos “Fenômenos Ondulatórios” é essencial saber os “Conceitos Fundamentais da Ondulatória”. Para relembrar essa matéria clique aqui e acesse o resumo do Kuadro sobre o tema.
Observação 2: A luz possui um comportamento dual, ora comporta-se como partícula, ora comporta-se como onda. Na física, a matéria que estuda a luz a partir do comportamento de partícula é a “Óptica Geométrica”, já a matéria que estuda o comportamento ondulatório da luz é a “Óptica física”, que é um caso particular do estudo de ondulatória. Deste modo, alguns fenômenos vistos em óptica geométrica aparecem novamente no estudo de ondulatória.
1. Reflexão:
a) Definição:
Fenômeno físico que permite a onda encontrar uma extremidade e, após o choque, retornar ao meio que propagava anteriormente deslocando se no sentido de afastamento.
b) Ondas unidimensionais:
A onda quando se propaga em uma corda e encontra uma extremidade fixa, ela sofre inversão de fase.
A onda quando se propaga em uma corda e encontra uma extremidade livre (que possui liberdade de movimentação), ela NÃO sofre inversão de fase.
Dica: para entender melhor o comportamento de uma onda unidimensional quando sofre reflexão acesse o site do PhET. Ele foi elaborado pela Universidade do Colorado e apresenta um simulador de reflexão de ondas em corda.
c) Ondas bidimensionais:
I) As ondas incidem em uma superfície.
II) As ondas refletem ao encontrarem a superfície.
III) As ondas retornam ao meio ao qual propagavam anteriormente.
2. Refração:
a) Definição:
Fenômeno físico que permite a onda encontrar uma extremidade e, após o choque, passar para um outro meio diferente do que ela se propagava anteriormente.
b) Ondas unidimensionais:
O fenômeno da refração em ondas unidimensionais só é possível ocorrer se simultaneamente ocorre o fenômeno da reflexão.
- 1º Caso: Pulso vem da corda MENOS DENSA e vai para a corda MAIS DENSA.
A corda MENOS DENSA vê a corda MAIS DENSA como uma extremidade FIXA, sendo assim ocorre o fenômeno da reflexão com inversão de fase e a refração não inverte a fase.
- 2º Caso: Pulso vem da corda MAIS DENSA e vai para a corda MENOS DENSA.
A corda MAIS DENSA vê a corda MENOS DENSA como uma extremidade LIVRE, sendo assim os fenômenos da reflexão e da refração ocorrem sem que haja inversão de fase.
c) Ondas bidimensionais:
As ondas sofrem alteração no comprimento de onda quando saem de um meio de propagação e vão para outro meio. Observe a figura a seguir:
Considerando válidas a Lei de Snell-Descartes (relembre aqui) e a Equação Fundamental da Ondulatória (relembre aqui), podemos deduzir a seguinte relação matemática entre as grandezas envolvidas:
Onde:
i = ângulo de incidência (formado pela frente de onda incidente e a reta normal)
r = ângulo de refração (formado pela frente de onda refratada e a reta normal)
v1 = velocidade da luz no meio 1 (incidente)
v2 = velocidade da luz no meio 2 (refratado)
λ1 = comprimento de onda da luz no meio 1 (incidente)
λ2 = comprimento de onda da luz no meio 2 (refratado)
3. Exercício de aplicação de fenômenos ondulatórios:
(ENEM 2010 – Questão 47) As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera.
Com a ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da
A) reflexão.
B) refração.
C) difração.
D) polarização.
E) interferência.
Para obter o gabarito dessa questão, acesse o link contido em “ENEM 2010 – Questão 47”
