O difração som É a propriedade que as ondas têm de flexionar nas bordas de obstáculos ou aberturas iguais ou menores que seu comprimento de onda e continuar a se propagar. Ao fazer isso, eles são distorcidos e quanto menor a abertura por onde passam, maior será a distorção..
Essa propriedade é fácil de verificar usando um balde de ondas, que consiste em uma bandeja cheia de água e uma fonte que gera as ondas colocada em uma das extremidades. A fonte pode ser tão simples quanto uma banda de metal vibrante.
Quando a fonte é ativada, é gerada uma frente de onda que se move na bandeja e à qual pode ser interposto um obstáculo com uma abertura no meio. As ondas conseguirão contornar a abertura e continuar seu caminho, mas sua forma terá mudado de acordo com o tamanho da fenda, para se desdobrar uma vez passado esta.
A imagem a seguir mostra a mesma frente de onda passando por duas aberturas de tamanhos diferentes..
Quando a abertura é reduzida, a onda se alarga e se curva consideravelmente. Por outro lado, se a abertura for maior, a deformação experimentada pela onda é muito menor. A onda continua avançando, mas não se espalha ou se desdobra tanto.
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As ondas mencionadas foram formadas na água de uma simples bandeja. Em uma escala muito maior, a difração das ondas ao redor das ilhas da figura 1 pode ser vista, já que a distância entre elas é da ordem de seu comprimento de onda. Esta é a chave para compreender o fenômeno da difração..
Como no oceano, o som e a luz também sofrem difração, embora é claro que a luz requer aberturas muito menores, uma vez que os comprimentos de onda da luz visível estão entre 400 e 700 nanômetros ou trilionésimos de metro..
Por exemplo, as partículas minúsculas na atmosfera agem como obstáculos para a luz difratar, fazendo com que anéis sejam vistos ao redor de objetos muito luminosos, como a luz e o sol..
Por outro lado, a difração é facilitada pelas ondas sonoras, já que seu comprimento de onda é da ordem de metros, então basta com aberturas do tamanho de portas e janelas para que ocorra..
A difração é uma propriedade única das ondas. Vamos imaginar por um momento que em vez de água fosse uma torrente de bolinhas que passava pelas aberturas.
O jato de mármores continuará se movendo em linha reta, em vez de se dispersar imediatamente pelo espaço disponível, como fazem as ondas. Definitivamente, as partículas materiais no nível macroscópico não sofrem difração, mas os elétrons, mesmo tendo massa, podem..
Por este motivo, todos os fenômenos físicos que se manifestam por meio da difração devem ser do tipo onda. As outras duas propriedades características são interferência e polarização, com refração e reflexão igualmente aplicáveis a partículas de matéria..
Uma pessoa pode falar com outra mesmo se houver uma sala no meio e podemos ouvir música e vozes vindas de outros lugares, uma vez que os comprimentos de onda do som são de tamanho comparável ou maior do que os objetos do dia-a-dia.
Quando você está em uma sala adjacente a outra onde a música está tocando, tons mais baixos são ouvidos melhor. É porque têm comprimentos de onda maiores que os agudos, mais ou menos as dimensões de portas e janelas, portanto não têm problema em serem difratados nelas, veja a figura a seguir.
A difração também permite que as vozes das pessoas sejam ouvidas antes de vê-las e esbarrar com elas na esquina, pois esse é o obstáculo que difrata as ondas..
O som reflete muito bem nas paredes também, então ambas as propriedades se combinam para fazer os cantos de curva de som muito bem..
O som do trovão ao longe permite distinguir os distantes dos mais próximos porque estes últimos são percebidos como nítidos e secos, mais como estalidos e menos estrondos, pois as frequências altas (os dos sons mais altos) ainda estão presentes..
Em contraste, trovões estrondosos distantes e são mais graves, graças às baixas frequências com comprimentos de onda longos são capazes de escapar de obstáculos e viajar mais longe. Componentes superiores são perdidos ao longo do caminho porque seu comprimento de onda é menor.
Certamente você notou enquanto dirigia pela cidade ou por áreas montanhosas que a recepção de algumas estações de rádio enfraquece ou perde qualidade para reaparecer mais tarde.
As ondas de rádio podem viajar grandes distâncias, mas também sofrem difração quando encontram edifícios na cidade ou outros obstáculos, como colinas e montanhas..
Felizmente, graças à difração, eles podem superar esses obstáculos, especialmente se o comprimento de onda for comparável ao seu tamanho. Quanto maior o comprimento de onda, maior a probabilidade de a onda ser capaz de contornar o obstáculo e continuar seu caminho.
De acordo com a banda em que está, uma estação pode ter uma recepção melhor do que outra. Tudo depende do comprimento de onda, que está relacionado à frequência e velocidade como:
c = λ.F
Nesta equação c é a velocidade, λ é o comprimento de onda e F é a frequência. As ondas eletromagnéticas se movem a aproximadamente 300.000 km / sa velocidade da luz no vácuo.
Portanto, as estações na faixa AM cujas frequências estão na faixa de 525-1610 kHz são mais propensas a sofrer difração do que aquelas na faixa FM com 88-108 MHz..
Um cálculo simples com a equação acima mostra que os comprimentos de onda AM estão entre 186 e 571 m, enquanto para as estações FM, esses comprimentos de onda estão entre 2,8 e 3,4 m. Os comprimentos de onda das estações FM são mais próximos do tamanho de obstáculos, como prédios e montanhas.
Quando a luz passa por uma fenda estreita, em vez de ver toda uma região uniformemente iluminada do outro lado, o que se vê é um padrão característico composto por uma zona central clara mais ampla, flanqueada por faixas escuras alternadas com faixas claras mais estreitas.
No laboratório, uma lâmina de barbear antiquada muito bem afiada e um feixe de luz monocromática de um laser permitem que este padrão de difração seja apreciado, que pode ser analisado com software de imagem.
A luz também experimenta difração quando passa por várias aberturas. Um dispositivo usado para analisar o comportamento da luz ao fazer isso é a rede de difração, que consiste em muitas fendas paralelas igualmente espaçadas..
A grade de difração é usada em espectroscopia atômica para analisar a luz vinda dos átomos, e também é a base para a criação de hologramas como os encontrados em cartões de crédito..
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