1 Reflexão
Na reflexão, a onda encontra uma barreira e retorna ao meio original. Leis da reflexão:
Onda em corda fixa em um extremo: a reflexão inverte a fase (crista reflete como vale). Muda o sinal da amplitude.
Onda em corda com extremo livre: a reflexão mantém a fase (crista reflete como crista). Não muda o sinal da amplitude.
2 Refração
Na refração, a onda muda de meio e altera velocidade (e comprimento de onda), mantendo a frequência. Isso causa mudança de direção (exceto incidência normal).
3 Difração
A difração é o espalhamento da onda ao contornar obstáculos ou ao passar por aberturas. A difração é mais intensa quando o tamanho da abertura (ou obstáculo) é comparável ao comprimento de onda.
Rádio AM (λ ~ 300 m) difrata ao redor de montanhas e edifícios — alcança vales e cidades inteiras. Rádio FM (λ ~ 3 m) difrata pouco — a cobertura é prejudicada por obstáculos. Luz visível (λ ~ 500 nm) difrata ao passar por fendas de tamanho comparável, como em redes de difração.
4 Interferência
Quando duas ondas coerentes (mesma frequência e relação de fase estável) se sobrepõem, ocorre interferência. O princípio da superposição: o deslocamento resultante é a soma dos individuais.
• Cancelamento de ruído (headphones): microfone capta o som ambiente, eletrônica gera onda oposta em fase → interferência destrutiva cancela o ruído.
• Cores em bolhas de sabão: a luz refletida nas duas faces da bolha interfere — construtiva para alguns λ (cores visíveis), destrutiva para outros.
• Antenas Wi-Fi com múltiplos transmissores: beamforming usa interferência construtiva na direção do dispositivo.
5 Ressonância
A ressonância ocorre quando um sistema é excitado na sua frequência natural — a amplitude de oscilação cresce drasticamente.
A ponte de Tacoma Narrows (1940) entrou em ressonância com o vento e colapsou em poucos minutos. Soldados em marcha sobre pontes às vezes recebem ordem de "quebrar o passo" para evitar excitar a frequência natural da estrutura. Por outro lado, a ressonância é explorada em instrumentos musicais, rádios, micro-ondas e ressonância magnética (RMN).
6 Ondas estacionárias
Quando uma onda e seu reflexo se superpõem em uma corda de comprimento L presa nas duas extremidades, formam-se ondas estacionárias com nós (amplitude zero) e ventres (amplitude máxima) fixos:
7 Resumo
O que você aprendeu
- Reflexão: θᵢ = θᵣ. Extremidade fixa → inverte fase; extremidade livre → mantém fase.
- Refração: muda v e λ, mantém f. Lei de Snell: v₁/senθ₁ = v₂/senθ₂.
- Difração: intensa quando λ ≈ tamanho da abertura/obstáculo.
- Interferência construtiva: Δ = nλ. Destrutiva: Δ = (n + ½)λ.
- Ressonância: excitação na frequência natural → amplitude máxima.
- Ondas estacionárias em corda: fₙ = n·v/(2L). Harmônicos dão timbre aos instrumentos.