Agora estudaremos um dos tópicos mais importantes deste capítulo, os fenômenos ondulatórios. Mas o que exatamente é isso? São, basicamente,alterações que acontecem nos elementos de uma onda quando ela muda de meio, encontra um obstáculo em seu caminho ou atinge uma superfície. Mas, qual é o motivo de isso ser tão importante? A presença desses fenômenos em nosso cotidiano! Estamos conectados a diversos deles todos os dias de nossa vida e, justamente por isso, eles certamente vão aparecer em todas as provas que você fizer. Preparado? Muita atenção e vamos lá!
Reflexão
Este é um fenômeno em que a onda atinge uma superfície e muda sua direção. Entretanto, aqui não há mudança de meio nem de fonte, então a frequência e o comprimento de onda não se alteraram. Consequentemente, a velocidade de propagação também permanece constante. Podemos separá-lo em dois tópicos: a reflexão da luz e a
reflexão em cordas.
Reflexão da Luz
Sabe quando estamos de frente para o espelho? Conseguimos nos ver porque a luz é uma onda e sofre reflexão! O que enxergamos no espelho é justamente o reflexo dos raios de luz! Abordaremos melhor e detalharemos esse tópico na apostila de Óptica. O importante que você precisa saber agora é a aparência dessa reflexão. Imaginando que a superfície horizontal a seguir seja um espelho, temos a seguinte representação para a reflexão da luz:
Reflexão em Cordas com Extremidade Fixa
Quando uma oscilação em uma corda encontra uma extremidade fixa em uma superfície, a onda formada é refletida com inversão de fase. Se liga na imagem abaixo, ela representa exatamente isto!
Reflexão em Cordas com Extremidade Livre
Este é o oposto do caso anterior! Quando a oscilação em uma corda encontra uma extremidade livre, a onda é refletida sem inversão de fase.
Refração
Esse fenômeno ocorre quando a onda muda de meio de propagação. Sabemos que a frequência da onda depende exclusivamente da fonte, então ela não se altera. Mas, espera aí! Lembra do comprimento de onda? Quando você foi apresentado a ele, foi dito que ele se altera conforme o meio de propagação, certo? É isso aí! Você já deve estar imaginando o que acontece! Neste fenômeno, o comprimento de onda e a velocidade se alteram. Aqui também podemos separar em dois tópicos: a refração na superfície de um líquido e a refração em cordas de diferentes densidades.
Refração de Um Pulso em Uma Corda Mais Densa
Ocorre quando duas cordas estão conectadas entre si! Quando uma oscilação que se propaga pela corda menos densa atinge o limite entre as duas cordas, ocorre a refração! A oscilação tem dificuldade para movimentar a corda mais densa e, por isso, apenas uma parte da oscilação é transmitida para ela. Outra parte da onda é refletida com fase invertida de volta pela corda menos densa.
Refração de Um Pulso em Uma Corda Menos Densa
Mesma coisa do item anterior, ocorre quando duas cordas estão conectadas entre si! A diferença aqui é que a oscilação se propaga da corda mais densa para a menos densa! A corda menos densa oferece menos resistência à oscilação, assim, a onda continua se propagando com a mesma fase. Além disso, uma parte da oscilação é refletida com a mesma fase de volta para a corda mais densa.
Você precisa saber! Quando estamos analisando problemas com cordas de diferentes densidades unidas, as oscilações sempre vão se movimentar mais rápido nas cordas com menor densidade!
Ondas na Superfície de Um Líquido com Diferentes Profundidades
Tenho certeza de que você já presenciou isso enquanto estava na praia! Conforme as ondas se aproximam da costa e encontram profundidades menores, o atrito com o fundo remove energia das ondas. A onda freia, de forma que o seu comprimento reduz e a sua altura aumenta. Quando ficam altas demais, as ondas se quebram.
Difração
Esse fenômeno explica como podemos escutar o que outras pessoas falam mesmo estando atrás de uma porta ou de um muro. A difração é a propriedade que as ondas possuem de passarem por obstáculos ou fendas!
A figura clássica de difração cobrada nas provas está representada abaixo. O que você precisa saber é que, quanto menor a fenda e maior o comprimento de onda, maior a difração.
