QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM, REFLEXÃO DAS ONDAS SONORAS E ECO

Ondas Tridimensionais

Ondas Eletromagnéticas

Reflexão das ondas sonoras e eco

Exercícios

ONDAS BIDIMENSIONAIS

Ondas bidimensionais são as ondas que se propagam em duas direções ou em um plano formado por dois eixos (plano cartesiano, por exemplo).Pode-se exemplificar  ao se jogar uma pedra na superfície de um lago formam-se ondas circulares que se propagam em duas dimensões.

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A representação gráfica das ondas bidimensionais é feita por meio das linhas de onda, que podem ser contínuas (representando os cristais) ou tracejadas (representando os vales).

A distância entre duas linhas de onda contínuas consecutivas (ou duas linhas de onda tracejadas consecutivas) indica o comprimento de onda (λ). A direção e o sentido de propagação de uma onda bidimensional podem ser representados por meios dos raios de onda, que são linhas contínuas perpendiculares às linhas de onda e orientadas no mesmo sentido da propagação das ondas.

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        Quando uma onda bidimensional se propaga na superfície de um líquido e atinge um anteparo plano, ela é refletida, dando origem a uma onda com as mesmas características da onda incidente. Assim, por exemplo, se a onda incidente for reta, a onda refletida também será. Caso a onda incidente seja circular, a onda refletida também será.

        A ilustração a seguir mostra a reflexão de uma onda reta em anteparo plano:

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Podemos observar que o raio de onda incidente e o raio de onda refletido formam ângulos de mesma medida com a reta normal à superfície refletora no ponto de incidência do raio de onda.

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No caso de a onda ter formato circular e de o anteparo ser plano, as ondas refletidas mantêm o formato circular. As ondas refletidas têm um centro de curvatura I, que é simétrico a O em relação ao plano do anteparo. Tudo se passa analogamente ao caso de um espelho plano, em que O é uma fonte de luz puntiforme, e I, a imagem virtual formada pelo espelho plano.

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Sempre que uma onda atravessa a superfície de separação de meios, nos quais as velocidades de propagação são diferentes, ocorre o fenômeno da refração. Um exemplo é o de um tanque contendo água e que possui duas regiões de profundidades diferentes. Verifica-se que a velocidade de propagação da onda é maior na região onde a profundidade do líquido é maior.

As duas regiões comportam-se como dois meios diferentes, entretanto a freqüência depende apenas da fonte de abalos, e, por isso, permanece inalterada na refração da onda. Com base na equação V= λf, e como a freqüência permanece constante, a alteração no valor da velocidade de propagação da onda. Isso mostra que a velocidade de propagação da onda e seu comprimento de onda são maiores na região de maios profundidade.

Na região de menor profundidade, as ondas na superfície do líquido se propagam com menor velocidade e com menor comprimento de onda.

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A Lei de Snell-Descartes também é conhecida comumente no meio físico como sendo a segunda lei da refração. Ela enuncia que: na refração, o produto do índice de refração do meio, no qual se encontra o raio pelo seno do ângulo que esse raio forma com a reta normal à interface no ponto de incidência, é constante. Analiticamente, podemos escrever o seguinte:

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Na igualdade acima, se considerarmos que n2 > n1 (ou, o que é equivalente, v2 < v1), então sen r < sen i e r < i. Podemos, então, concluir que, quando a luz passa de um meio menos refringente para um meio mais refringente, a velocidade da luz diminui e o raio luminoso se aproxima da reta normal, isto é, o ângulo que o raio luminoso forma com a reta normal diminui. Veja a figura abaixo. 

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PRINCÍPIO DE HUYGENS

Biografia de Huygens:

Christiaan Huygens (1629-1695) nasceu em Haia, na Holanda, em uma família que valorizava o aprendizado. Ele recebeu uma boa educação, que incluiu aulas em casa, com o pai, professores particulares e a Universidade de Leiden. Huygens teve interesse pelos telescópios, que em sua época geravam imagens ruins, porque as lentes atuavam como prisma e formavam uma imagem diferente para cada cor. Então Huygens resolveu empregar uma lente de comprimento focal longo. Era necessária muita habilidade e paciência para confeccionar e usar um instrumento destes.

Em 1656, Huygens descobriu a nebulosa de Órion e detectou estrelas incrustadas nela. Seu telescópio também revelou marcas na superfície de Marte. Huygens foi o primeiro a desenhar o formato em V característico da Syrtis Major e descobriu um grande satélite de Saturno, que chamou de Titã. No telescópio de Galileu, Saturno parecia ter duas alças. Hygens observou que as alças eram, de fato, um anel que circundava o planeta.

Para cronometrar os eventos astronômicos, Huygens construiu um relógio capaz de marcar o tempo em minutos. Ele usou o movimento regular de vaivém do pêndulo para controlar os mecanismos e uma série de pesos que caíam vagarosamente, presos a uma corrente, para manter o pêndulo em movimento. Huygens apresentou o primeiro modelo em funcionamento ao governo da Holanda e o descreveu em um impresso em 1658.

Em 1663, Huygens visitou Londres, onde foi eleito membro da Sociedade Real. Três anos depois, o rei Luís XIV o convidou para ir para a França e pediu que ele instituísse uma organização francesa nos moldes da Sociedade Real inglesa. Em 1668, a Academia Real de Ciência da França começou a se encontrar, sendo Huygens o primeiro presidente. Sua obra mais importante, Horologium Oscillatorium (Relógio de Pêndulo, de 1673), foi publicada naquela época. No livro, ele descreveu a física do movimento circular, que ajudou Isaac Newton a calcular a força da gravidade que atua entre a Terra e a Lua.

Em 1681, a intolerância contra os protestantes em Paris fez com que Huygens voltasse para a Holanda. Ele aperfeiçoou sua teoria ondulatória da luz, a principal rival da teoria corpuscular da luz de Newton. Huygens havia descoberto a polarização da luz e interpretou a polarização, a reflexão e a refração usando sua teoria ondulatória. Um livro sobre a luz que ele havia iniciado anos antes, Traité de la Lumière (Tratado sobre a Luz), foi publicado em 1678. Nele encontra-se o Princípio de Huygens: cada ponto de uma onda age como uma nova fonte de ondas.