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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.

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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

A onda sofre refração ao passar do meio de propagação 1 para o meio de propagação 2
A onda sofre refração ao passar do meio de propagação 1 para o meio de propagação 2
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(Uefs-BA)

Disponível em: <http://comafisicanocorpoenaalma.blogspot.com.br/
2012/06/ondas.html> Acesso em: 29 jun. 2013.

A figura representa a propagação de uma onda plana na superfície de um líquido contido em um recipiente. Sendo v a velocidade de propagação, λ, comprimento de onda e θ, o ângulo entre frente de onda e o meio de separação, e sabendo-se que o módulo da velocidade da onda diminui quando ocorre a refração da região de maior profundidade para a de menor profundidade, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas.

(  ) O comprimento de onda λ2 é igual a λ1sen θ2/sen θ1.

(  ) A profundidade do meio 2 é maior do que a do meio 1.

(  ) A frequência da onda no meio 1 é maior do que a do meio 2.

(  ) A superposição da onda incidente com a refletida pela parede do recipiente é uma interferência destrutiva.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a:

a) V V F F

b) V F V V

c) F V F V

d) F V V V

e) V F F V

Questão 2

(FGV) Verifica-se que, ao sofrer refração, um trem de ondas mecânicas apresenta um novo perfil de oscilação, em que a distância entre duas cristas consecutivas de suas ondas tornou-se maior. Comparativamente ao que possuía o trem de ondas antes da refração, a frequência se ______, a velocidade de propagação se _______ e a amplitude se manteve, já que o novo meio é ________refringente.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

a) alterou … alterou … menos

b) alterou … manteve … mais

c) manteve … alterou … mais

d) manteve … alterou … menos

e) manteve … manteve … mais

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