Qual das situações cotidianas e explicada pela difração de ondas?

Quando se propagam num meio físico, as ondas podem sofrer desvios de diversos modos. Isso ocorre em função de refrações, de reflexões e ainda devido a um fenômeno específico, conhecido como difração, que será examinado aqui.

O que é difração? Para começar, imagine que você está perto da entrada de uma sala onde duas pessoas se encontram conversando. Mesmo sem vê-las, é possível escutar a conversa delas. Como isso acontece?

A entrada da sala pode ser considerada uma fenda por onde as ondas ou vibrações sonoras irão passar.

Contudo, ao atravessar essa porta, as vibrações não irão ficar restritas à área que está diante dela: o som também vai atingir as regiões que lhe são adjacentes. É por isso que uma pessoa encostada na parede, no lado de fora, pode escutar a conversa.

É o que você pode ver na figura a seguir:

Considere o lado esquerdo da imagem como o interior da sala em questão e o lado direito como o exterior dela. A entrada é a fenda por onde as ondas estão passando.

Note que as ondas sonoras não se espalham somente diante da entrada, propagando-se também para os lados da parede. É precisamente isso que se chama de difração: a passagem de uma onda pela borda de uma barreira ou através de uma abertura.

Onda luminosa

Para compreender o fenômeno da difração é necessário considerar dois elementos: o tamanho da fenda e o comprimento da onda. A difração é mais acentuada quanto maior for o comprimento de onda e quanto menor for o tamanho da fenda pela qual ela vai passar.

O comprimento de uma onda sonora varia em média de 1,7 cm (som agudo) até 17m (som grave). Já o comprimento de uma onda luminosa é muito pequeno quando comparado, por exemplo, ao tamanho da entrada da sala.

Por isso, sua difração também é pequena. Nesse caso, haverá regiões de sombra, ou seja, áreas pelas quais a onda luminosa não irá se propagar.

Observe a figura abaixo.

O comprimento da onda luminosa varia de 0,4 X 10- 9m (luz violeta) até 0,7 X 10 - 9 m (luz vermelha). Ou seja, quando se lida com a luz, fala-se em ondas realmente muito pequenas.

Portanto, para se produzir a difração da luz, é necessário que as fendas sejam de tamanho comparável ao do comprimento de uma onda luminosa, isto é, fendas de tamanho microscópico.

Lista de exercícios sobre a parte da física que trata das ondas, a Ondulatória.
Ler artigo Ondulatória (ondas).

Exercício 1: (UFSC 2010)

Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

Um feixe de luz de comprimento de onda igual a 600x10-9 m, no vácuo, atravessa um bloco de vidro de índice de refração igual a 1,50. A velocidade e o comprimento de onda da luz no vidro são, respectivamente, iguais a:

Considere as situações cotidianas apresentadas abaixo.

I - Quando um avião está voando nas vizinhanças de uma casa, algumas vezes a imagem da TV sofre pequenos tremores e fica ligeiramente fora de foco.

II - Uma criança faz bolhas de sabão com auxílio de um canudinho, soprando água na qual se mistura um pouco de sabão. Quando a bolha está crescendo, observa se uma mudança de cor da película da bolha.

III - Uma pessoa escuta o som que vem de trás do muro.

IV - Uma piscina cheia de água parece mais rasa quando observada de fora.

V - Uma pessoa vê sua imagem na superfície de um lago.

Assinale a seqüência que indica corretamente os conceitos físicos utilizados para explicar cada uma das cinco situações.

Quando uma onda sonora incide na superfície de um lago, uma parte dela é refletida e a outra é transmitida para a água. Sejam fI a freqüência da onda incidente, fR a freqüência da onda refletida e fT a freqüência da onda transmitida para a água. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que:

Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. O fenômeno descrito é a:

Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.

Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45 km/h, e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80 cm.

Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado).

Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de:

Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente:

Analise as proposições com relação às ondas eletromagnéticas e às ondas sonoras.

I. As ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo e as ondas sonoras necessitam de um meio material para se propagar.
II. As ondas eletromagnéticas são ondas transversais e as ondas sonoras são ondas longitudinais.
III. Ondas eletromagnéticas correspondem a oscilações de campos elétricos e de campos magnéticos perpendiculares entre si, enquanto as ondas sonoras correspondem a oscilações das partículas do meio material pelo qual as ondas sonoras se propagam.
IV. As ondas eletromagnéticas sempre se propagam com velocidades menores do que as ondas sonoras.
V. As ondas eletromagnéticas, correspondentes à visão humana, estão na faixa de frequências de 20Hz a 20.000Hz, aproximadamente, e as ondas sonoras, correspondentes à região da audição humana, estão na faixa de frequência 420THz a 750THz, aproximadamente.

Assinale a alternativa correta.

Inúmeros experimentos são capazes de comprovar o caráter ondulatório de partículas tidas como clássicas até o início do século passado, como elétrons, prótons e nêutrons. Atualmente, até mesmo em moléculas grandes, como o fulereno, mostrada na figura abaixo, (composto de 60 átomos de carbono), já é possível verificar comportamentos de caráter ondulatório.

Fonte: PEREIRA, J. A. M. Fulerenos: uma breve revisão. Exacta, São Paulo, v. 10, n. 2, p. 269-280, 2012. Disponível em <http://www.redalyc.org/pdf/810/81024617010.pdf>. Acesso em 18 mar. 2016.

Dentre os experimentos capazes de mostrar tanto o caráter ondulatório como o caráter corpuscular de partículas quânticas, dependendo da configuração, pode-se citar o experimento de dupla fenda. No caso deste experimento, assinale a opção que apresenta os resultados corretos, respectivamente, para o experimento feito com um grande feixe de elétrons e para o experimento feito com um elétron que é enviado apenas após a detecção do elétron anterior, depois de um longo período de exposição.

Dois tubos sonoros de mesmo comprimento se diferem pela seguinte característica: o primeiro é aberto nas duas extremidades e o segundo é fechado em uma das extremidades. Considerando que a temperatura ambiente seja de 20 °C e a velocidade do som igual a 344 m/s, assinale a alternativa que representa a razão entre a frequência fundamental do primeiro tubo e a do segundo tubo.

Qual das situações cotidianas é explicada pela difração de ondas?

Onde encontramos a difração no cotidiano?

Onde podemos encontrar exemplos de ondas no cotidiano?

Quais ondas sofrem difração?