12. INTERFERÊNCIA E ONDAS ESTACIONÁRIAS

Interferência:
Thomas Young (1773 - 1829) foi quem, pela primeira vez, comprovou que há interferência da luz quando dois feixes luminosos se cruzam. O esquema utilizado por Young está mostrado na fig. 1.

Idéia do experimento:

Fig. 1: Esquemas de montagem de Young para interferência. Você pode utilizar uma lanterna ou um laser para incidir a luz sobre um papelão com 2 fendas

Na fig.1 tem-se que a luz emitida por uma fonte de luz atravessa um pequeno orifício, difratando. Na frente desta onda há dois orifícios F₁ e F₂ fazendo com que a onda novamente seja difratada. As ondas luminosas assim obtidas se superpõem, originando uma figura de interferência.

No anteparo obtém-se regiões claras e escuras. As regiões claras são aquelas em que dois vales ou duas cristas se superpõem. Temos neste caso uma interferência construtiva (fig. 2a).

Figura 2a - Interferência construtiva

As regiões escuras são aquelas em que um vale e uma crista se superpõem. Neste caso temos uma interferência destrutiva (fig. 2b).

Figura 2b - Interferência destrutiva.

• Interferência em uma cuba de ondas

Vamos considerar duas fontes pontuais separadas por uma distância d que geram pulsos circulares com a mesma freqüência. Como cada fonte produz uma crista no mesmo instante, dizemos que as fontes estão em fase (fig. 3). Você pode utilizar uma bacia com água e produzir pulsos circulares (batendo com o dedo na superfície da água) ou pulsos retos (batendo com uma régua na superfície da água).

(a) (b)

Figura 3: a) Esquema de duas fontes pontuais em fase gerando pulsos circulares

b) Duas fontes pontuais em uma cuba gerando pulsos circulares

As fontes, sendo periódicas, fazem com que as cristas estejam sempre separadas de uma mesma distância, que é o comprimento de onda, .

Quando duas ondas se superpõem pode ocorrer:

- Duas cristas (uma de cada fonte), ao se interceptarem, formam uma crista dupla, produzindo regiões brilhantes sobre o anteparo.

- Duas depressões (uma de cada fonte) se interceptando e produzindo regiões escuras sobre o anteparo.

Ondas Estacionárias:

Uma idéia é seguir o vídeo abaixo, ou use sua criatividade e crie/pesquise algum experimento relacionado às ondas estacionárias.

http://www.youtube.com/watch?v=pDkd-vO1x9k


Questões

• Interferência é uma propriedade das ondas. Explique-a.
• Explique a interferência construtiva e a interferência destrutiva.
• O que acontece quando duas ondas se superpõem?
• O que são ondas estacionárias? Identifique os nós e os ventres das ondas estacionárias no seu experimento.
• Identifique o primeiro e o segundo harmônico no seu experimento de ondas estacionárias.