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.
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Uma emissora
de rádio pirata pode interferir perigosamente na comunicação de aviões com os
aeroportos.
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| Óptica |
| Qual o fenômeno que permite enxergar as cores na bolha de sabão, no óleo e no CD? |
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| Bolha de sabão |
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| Gota de óleo diesel na água Interferência luminosa em películas finas |
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| 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 |
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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.
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| 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.
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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
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