INTERFERÊNCIA DE ONDAS - TIPOS

 Interferência de ondas - tipos

1. A Física e o cotidiano

O encontro e a superposição de ondas de mesma natureza e frequências próximas produzem aumento ou diminuição da intensidade da amplitude e da energia. Esse fenômeno recebe o nome de interferência e é responsável ou faz parte de fatos que ocorrem na vida cotidiana como a audição, a visão, a transmissão de informações, vibrações da crosta terrestre e de ondas eletromagnéticas no espaço.

Uma emissora de rádio pirata pode interferir perigosamente na comunicação de aviões com os aeroportos.

 

Óptica

Qual o fenômeno que permite enxergar as cores na bolha de sabão, no óleo e no CD?

Bolha de sabão

Gota de óleo diesel na água Interferência luminosa em películas finas

CD e DVD

A interferência reforça ou anula cores, sons, sinais de vídeo, telefonia e informática, sendo chamada, respectivamente, de construtiva ou destrutiva.

2. A Física e o mundo

A interferência ocorre no mundo natural e tecnológico com ondas mecânicas e eletromagnéticas.

As ondas se superpõem e criam, na água, amplitudes elevadas de interferência construtiva(IC), e nulas de interferência destrutiva(ID). Depois das superposições, as ondas mantêm suas características individuais de propagação como velocidade, comprimento de onda e frequência.

Sistema de escapamento

 

O sistema de escapamento de um carro reduz a poluição sonora por absorção no silencioso, por interferências destrutivas produzidas pelas curvaturas na tubulação e por diferenças de percursos no cano do motor.

O catalisador transforma os gases venenosos da combustão em água e gás carbônico.

3. A Física e o laboratório

Cordas elásticas e a superfície da água permitem a realização de montagens simples para o estudo da interferência.

Ao encontrarem-se, as ondas podem sofrer interferências que reforçam ou amenizam a distribuição da energia em cada ponto dos meios de propagação.

4. A Física e a evolução de seus conceitos

O fenômeno

Ocorre interferência quando há superposição de ondas de mesma natureza se propagando num mesmo meio.

Independência da propagação ondulatória

Pode ser verificado experimentalmente que, após a interferência (superposição), cada onda segue sua propagação como se nada tivesse ocorrido; as ondas propagam-se independentemente, apresentando as mesmas características depois de eventuais superposições.

Tipos particulares de interferência

Interferência construtiva (IC) ou reforço

Consideremos uma corda elástica e não-dispersiva, na qual se propagam dois pulsos de mesma largura L, porém de amplitudes A₁ e A₂, respectivamente.

Supondo que os pulsos estejam em concordâncias de fase, poderemos observar as três situações ilustradas a seguir.

Observemos que no instante da superposição (interferência), os pulsos se reforçam, gerando um pulso

resultante de amplitude A = A₁ + A₂.

Depois da superposição, entretanto, cada pulso segue sua propagação, mantendo suas características iniciais.

Interferência destrutiva (ID) ou anulamento

Retomemos a corda e os pulsos referidos anteriormente.

Observemos que, no instante da superposição (interferência), os pulsos se subtraem (“anulamento"), gerando um pulso resultante de amplitude A = A₂ – A₁ (A₂ > A₁).

Como no caso anterior, depois da superposição, cada pulso segue sua propagação, mantendo suas características iniciais.

Exercícios Propostos

1. Numa mesma corda homogênea, flexível e não absorvedora de energia, são gerados os pulsos (1) e (2) que se propagam conforme representa o esquema.

Assinale a afirmativa correta.

a) Quando os pulsos se superpõem, ocorre interferência destrutiva.

b) Quando os pulsos se superpõem, forma-se um pulso único de amplitude 2a e largura 2b.

c) Logo após a superposição dos pulsos, a corda apresenta-se retilínea.

d) Logo após a superposição dos pulsos, há retorno destes, isto é, cada qual inverte o sentido do seu movimento.

e) Logo após a superposição dos pulsos, estes continuam sua propagação, mantendo o sentido, a largura e a amplitude originais.

2. (UNICAMP) – A figura representa dois pulsos transversais de mesma forma, que se propagam em sentidos opostos, ao longo de uma corda ideal, longa e esticada. No instante t = 0, os pulsos encontram-se nas posições indicadas.

Assinale a alternativa correta.

a) Na superposição dos pulsos, ocorre interferência construtiva.

b) No instante t = 1,0s, a corda terá a seguinte configuração.

c) No instante t = 2,0s, a corda terá aspecto totalmente retilíneo.

d) Depois da superposição, a corda permanece retilínea.

e) Depois da superposição, o módulo da velocidade de cada pulso vale 30m/s.

3. Por uma corda elástica e não absorvedora de energia, propagam-se dois pulsos triangulares, (1) e (2), em oposição de fase, conforme indica a figura.

 

Assinale a alternativa correta.

a) Ao se propagarem, os pulsos interferem construtivamente.

b) No instante em que os pulsos se superpõem perfeitamente, a corda apresenta-se retilínea.

c) No instante em que os pulsos se superpõem perfeitamente, a velocidade dos pontos da corda na região da superposição é nula, refletindo-se em seguida.

d) Logo após a superposição, notam-se os pulsos (1) e (2) movendo-se para a direita e para a esquerda, respectivamente, com o dobro da velocidade escalar.

e) Logo após a superposição, a corda apresenta-se retilínea.

4. (MODELO ENEM) – Dois pulsos triangulares, P₁ e P₂, propagam-se ao longo de uma corda horizontal, elástica e não absorvedora da energia dos pulsos, conforme ilustra o esquema.

No instante em que os picos de P₁ e de P₂ estiverem alinhados segundo a mesma vertical, o perfil da corda fica representado por:

a) 

b) 

c)

d) 

e)

Gabarito Exercícios Propostos

1.  RESOLUÇÃO:

a) INCORRETA. Ocorre interferência construtiva (superposição de cristas).

b) INCORRETA. A largura vale 2b.

c) INCORRETA. Após a superposição, os pulsos mantêm suas características originais.

d) INCORRETA. Não invertem os sentidos.

e) CORRETA.

Resposta: E

2. RESOLUÇÃO:

No intervalo de tempo entre 0 e 1,0s, cada pulso percorre 30cm e ocorre a superposição de uma crista e um vale (ID). A corda apresenta-se retilínea.

Em t = 1,0s ______________________________________

Entre 1,0 e 2,0s, cada pulso percorre mais 30cm e a corda assume o seguinte aspecto em t = 2,0s:

Resposta: E

3. RESOLUÇÃO:

a) INCORRETA. A interferência é destrutiva.

b) CORRETA.

c) INCORRETA. Não ocorre inversão de sentido no instante da superposição.

d) INCORRETA. O valor da velocidade não se altera.

e) INCORRETA. Os pulsos continuam com suas características iniciais.

Resposta: B

4. Resolução:

Resposta: D