Refração de ondas

Na física ondulatória podemos dizer que um dos principais fenômenos que envolvem as ondas bidimensionais é a refração. A refração de uma onda se dá na superfície líquida, quando uma onda passa de meio de propagação para outro, ou seja, passa de uma região de maior profundidade para outra região de menor profundidade, ou o contrário.

Podemos ver na figura acima um exemplo da refração de onda na superfície líquida, nela há um desvio na direção de propagação da onda em razão da refração, que acontece quando a onda passa do meio de propagação 1 para o meio de propagação 2.

Sendo assim, podemos concluir que o fenômeno da refração de onda ocorre sempre que a onda atravessa a superfície que separa dois meios em que a velocidade de propagação da onda é diferente.

Na refração, a frequência de uma onda é a própria frequência da fonte geradora, isto é, ela se mantém constante. Já a velocidade e o comprimento de onda são diretamente proporcionais, isso pode ser comprovado através da equação: v = λf. O desvio na direção de propagação de uma onda só ocorrerá se ela incidir na superfície de separação entre os meios com uma inclinação, isto é, se ela incidir obliquamente.

Caso a onda incida perpendicularmente, isto é, normalmente, ela não sofrerá desvio em sua trajetória, porém sua velocidade e seu comprimento de onda variarão.

Matematicamente, podemos calcular o desvio sofrido por uma onda através da Lei da refração ou Lei de Snell-Descartes. Essa lei diz que:

Onde:

i - é o ângulo de incidência da onda incidente
r - é o ângulo de refração da onda refratada
n₁ - é o índice de refração do meio 1
n₂ - é o índice de refração do meio 2
v₁ - é a velocidade de propagação da onda no meio 1
v₂ - é a velocidade de propagação da onda no meio 2