Resumo de fisica: Fenômenos Ondulatórios
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.
Reflexão unidimensional – Extremidade Fixa – Fonte: PhET – Universidade do Colorado
A onda quando se propaga em uma corda e encontra uma extremidade livre (que possui liberdade de movimentação), ela NÃO sofre inversão de fase.
Reflexão unidimensional – Extremidade Livre – Fonte: PhET – Universidade do Colorado
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.
Incidência da onda
II) As ondas refletem ao encontrarem a superfície.
Reflexão da onda
III) As ondas retornam ao meio ao qual propagavam anteriormente.
Propagação da onda refletida
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:
Refração de ondas bidimensionais
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:
Relação matemática da refração bidimensional
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)