1.REFLEXÃO

O fenômeno da refração da luz já foi estudado na Óptica Geométrica. Este fenômeno ocorre tanto com ondas mecânicas quanto eletromagnéticas. Vamos relembrar a lei da reflexão, onde o ângulo de incidência e de reflexão são iguais.

Na reflexão, nenhum elemento da onda (comprimento de onda, frequência e velocidade) muda.

1.1 Reflexão em ondas unidimensionais

Observe o pulso se propagando em uma corda de duas formas distintas: na primeira, a extremidade esquerda da corda está fixa em uma parede na segunda, a extremidade está solta e pode oscilar de baixo para cima.

Extremidade fixa: o pulso refletido inverte (inversão de fase).

Extremidade móvel: o pulso refletido retorna sem inversão.

1.2 Reflexão em ondas bidimensionais / tridimensionais

Uma onda que se propaga na água reflete em um obstáculo e retorna de acordo com ilustração abaixo. Cada ponto dessa frente (crista) de onda reflete-se “individualmente”, alterando a direção e sentido de propagação da onda.

Perceba que para a onda refletida, tudo se passa como se ela fosse emitida por uma fonte F’ simétrica a fonte F em relação ao obstáculo. Esta é uma forma utilizada para desenhar as ondas refletidas em alguns exercícios.

2. REFRAÇÃO

A refração ocorre sempre que uma onda, seja ela mecânica ou eletromagnética, sofre uma mudança na sua velocidade de propagação. Neste fenômeno, o comprimento de onda também se altera. A frequência permanece constante.

2.1 Refração em ondas unidimensionais

Existem duas situações possíveis: na primeira, a onda refrata passando de uma corda mais leve para uma mais pesada. Na segunda, é o inverso.

Da corda mais leve para a corda mais grossa: o pulso reflete com inversão de fase.

Da corda mais grossa para a corda mais leve: o pulso reflete sem inversão de fase.

A refração ocorre nos dois casos, sem inversão de fase.

3. DIFRAÇÃO

Observe a figura abaixo. Uma onda de comprimento de onda λ se propaga na água e encontra um obstáculo com um pequeno furo. Parte da onda contorna esse obstáculo e se propaga do lado direito. Esse fenômeno é conhecido como difração.

Para que o fenômeno da difração ocorra, a ordem de grandeza do obstáculo e do comprimento de onda da onda devem ser iguais.

4. POLARIZAÇÃO

Uma onda eletromagnética se propaga em três dimensões. Cada dimensão carrega uma parte da energia da onda. Quando essa onda passa por uma estrutura chamada polarizador, apenas uma dimensão dessa onda consegue passar e a energia da onda resultante diminui.

As lentes dos óculos escuros são polarizadas. Ela só deixa passar uma dimensão da luz solar. Por isso, a intensidade da luz diminui e isso não fatiga os nossos olhos em um dia com muita luz solar.

Se associarmos dois polarizados, como na figura abaixo, a onda pode deixar de existir. Repare que o primeiro polarizador deixa apenas a vibração na vertical passar. Depois, um polarizador horizontal não permite que a onda passe.

5. INTERFERÊNCIA

O fenômeno da superposição ocorre quando duas ondas se encontram no espaço. Após ocorrer a superposição, os pulsos continuam se propagando como se nada tivesse acontecido.

Essa superposição provoca uma interferência, que pode ser de dois tipos: construtiva ou destrutiva.

• construtiva: esse tipo de interferência ocorre quando pulsos em fase se encontram produzindo uma onda resultante com amplitude maior que as anteriores.

A_res = A₁ + A₂

• destrutiva: esse tipo de interferência ocorre quando pulsos em oposição de fase se encontram produzindo uma onda resultante com amplitude menor que os anteriores.

A_res = A₁ – A₂

6. RESSONÂNCIA

As moléculas em todos os corpos vibram. Essa oscilação acontece várias vezes por segundo, por isso, pode-se definir uma frequência de vibração para as moléculas de um corpo (frequência natural de vibração.

Uma fonte qualquer pode ampliar este estado natural de vibração. Suponha que uma fonte emita uma onda com a mesma frequência que a frequência natural de vibração das moléculas de um corpo.

O corpo absorve essa onda e a vibração das suas moléculas aumenta.