Ondulatória e Óptica Flashcards
Como classificam-se as ondas quanto a sua natureza?
MECÂNICAS: Ondas que precisam de um meio para se propagar. (Som, cordas, terremoto, etc)
ELETROMAGNÉTICAS: Não precisam de um meio para se propagar. (Raios X, Luz, Rádio, etc)
Como classificam-se as ondas quanto a sua forma de propagação e vibração?
LONGITUDINAL: Vibração e propagação possuem a mesma direção.
TRANSVERSAL: Vibração e propagação possuem direções perpendiculares.
Quais são os principais elementos de uma onda eletromagnética?
CRISTAS E VALES: Topos e fundos de onda.
COMPRIMENTO DE ONDA (λ): Comprimento de um período. A forma da onda está relacionada ao timbre no som.
AMPLITUDE: Altura dos pulsos, relacionada a intensidade da onda.
PERÍODO (T): Tempo para a formação completa de uma onda.
FREQUÊNCIA (F): Inverso da frequência. Repetições/tempo.
Como calcular a velocidade de propagação de uma onda?
V = λ / T
ou
λ = V.T
Quais são os 6 principais fenômenos ondulatórios? Como funciona cada um?
REFLEXÃO
Na reflexão a onda incide em uma separação de meios e retorna. A velocidade, comprimento de onda e frequência permanecem constantes.
REFRAÇÃO
Na refração a onda incide em uma separação de meios e passa de um meio para o outro. A velocidade e comprimento de onda mudam quando há refração,, mas a frequência permanece constante.
DIFRAÇÃO
Na difração uma onda ao passar por uma fresta/obstáculo “se espalha” ocupando as regiões do entorno da fresta/obstáculo e não apenas o caminho linear.
INTERFERÊNCIA
O encontro entre duas onda que pode ser construtivo ou destrutivo.
POLARIZAÇÃO
É o efeito de restringir a vibração de uma onda em alguma direção por meio da utilização de algum filtro, produzindo uma onda polarizada e de menor intensidade. Somente ondas TRANSVERSAIS podem ser polarizadas.
RESSONÂNCIA
A ressonância é o fenômeno que faz um corpo vibrar quando é submetido a sua frequência natural.
Como funciona o fenômeno de reflexão em cordas? E como funciona o ECO?
EXTREMIDADE FIXA: Reflexão com inversão de fase.
EXTREMIDADE LIVRE: Reflexão sem inversão de fase.
O ECO é um tipo de reflexão de ondas sonoras. A distância que o som percorre até ser ouvido é a distância da ida mais a distância da volta, é duas vezes a distância entre a fonte sonora e o obstáculo.
Como calcular a alteração de velocidade e comprimento de onda que ocorre em uma refração?
Como a frequência permanece constante antes e depois da refração podemos concluir que a frequência antes F1 é igual a frequência depos F2, logo:
V1 / λ1 = V2 / λ2
Como funciona a refração em cordas? Como reflexão acompanha isso?
FINA PARA A GROSSA: Reflete com inversão de fase E refrata com mesma fase e velocidade diferente.
GROSSA PARA A FINA: Reflete sem inversão de fase E refrata com mesma fase e velocidade diferente.
Sobre a difração, o que é frente de onda? O que diz o princípio de Huygens?
Frente de onda é a extremidade mais avançada da onda.
O princípio de Huygens diz que cada um dos pontos da frente de onda se comporta como se fosse uma nova fonte.
Como funciona a difração por meio de uma grande fresta, uma fresta é do tamanho do comprimento de onda, e uma fresta menor que o comprimento de onda?
FRESTA MAIOR QUE O λ: Não ocorre difração.
FRESTA IGUAL AO λ: Ocorre difração moderada.
FRESTA MENOR QUE O λ: Ocorre difração acentuada.
Como funciona uma interferência construtiva e destrutiva?
CONSTRUTIVA: Ondas de mesma fase ao se encontrarem somam suas amplitudes nos pontos de encontro.
DESTRUTIVAS: Ondas de fases opostos ao se encontrarem subtraem suas amplitudes nos pontos de encontro.
Que tipo de onda pode sofrer polarização?
Apenas ondas transversais podem sofrer polarização. Onda longitudinais não podem ser polarizadas.
O que é frequência natural?
É a frequência na qual a absorção de energia de um corpo é máxima. A ressonância é o fenômeno que faz um corpo vibrar quando é submetido a sua frequência natural.
É a propriedade que faz as cordas do violão vibrarem quando outras tocam a mesma nota dela.
Quais são as 3 propriedades fisiológicas do som? A que características da onda estão associadas?
ALTURA (TOM): Relacionada à frequência da onda. (Som agudo ou grave).
TIMBRE: Relacionado à forma da onda.
INTENSIDADE (VOLUME): Relacionada à amplitude.
O que é o efeito Doppler?
É o efeito da percepção de frequências diferentes em relação a um referencial em movimento devido ao mecanismo da frequência relativa. Em ondas sonoras causa uma percepção de som mais agudo enquanto a fonte está se aproximando, e uma percepção de som mais grave quando a fonte está se afastando. Essa frequência diferente percebida é chamada frequência aparente.
O que são ondas estacionárias? Como calcular a velocidade de uma onda estacionária em cordas?
Ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão de vibração estacionário. Formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas mas em sentidos opostos.
V = √(F/d)
F = força de tração
d = densidade linear
Quanto mede o comprimento de onda de corda estacionária?
Sempre mede 2 fusos.
λ = 2 fusos
O que é a luz? Quanto mede a velocidade da luz no vácuo? O que é um raio de luz? O que é um feixe de luz?
É uma onda eletromagnética com frequência visível para os seres humanos.
3.10^8 m/s
Um raio de luz é um elemento geométrico que indica para onde a luz se propaga.
Um feixe de luz é um conjunto de raios de luz.
Quais são os dois possíveis tipos de fonte de luz?
Fontes primárias: Emitem luz própria.
(1) Fontes incandescentes: São quentes e emitem luz devido às altas temperaturas.
(2) Fonte luminescentes: São frias e emitem luz por motivos variados (químicos, quânticos, etc).
Fontes secundárias: Refletem outras fontes de luz.
Quais são os 3 possíveis tipos de meios ópticos
TRANSPARENTES: Os raios de luz são transmitidos em trajetórias regulares formando imagens nítidas.
TRANSLÚCIDOS: Os raios são transmitidos em trajetórias irregulares formando imagens de baixa nitidez.
OPACOS: Os raios não são transmitidos e não há formação de imagem.
Quais são os 3 princípios da óptica?
(1) PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA: Em meios transparentes e homogêneos a luz sempre se propaga em linha reta.
(2) PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS DE LUZ: Dois raios de luz que se cruzam seguem suas trajetórias mantendo todas as características iniciais.
(3) PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE: A trajetória seguida pelo raio de luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca o sentido do percurso.
Qual a diferença entre sombra e penumbra?
Sombra é uma região sem iluminação.
Penumbra é a região menos iluminada de uma área iluminada por uma fonte de luz extensa.
Como analisar matematicamente um problema de câmara escura?
É um problema de semelhança de triângulos.
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| H | h |
B|——————-|b
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H/h = B/b
H = Altura do triângulo maior
h = Altura do triângulo menor
B = Base do triângulo maior
b = Base do triângulo menor
Organize as cores em ordem crescente de frequência. Relaciona frequência e comprimento de onda para cores.
Em 10^12 Hz
680-790Hz Violeta
620-680Hz Azul
530-600Hz Verde
510-530Hz Amarelo
480-510Hz Laranja
405-480Hz Vermelho
Quanto maior a frequência menor o comprimento de onda.
Quanto menor a frequência, maior o comprimento de onda.
Como se comporta a luz quando ela incide de forma perpendicular sobre uma superfície ou de forma oblíqua no que diz respeita ao ângulo de refração?
Quando a luz incide com ângulo de incidência de 90° não há desvio na trajetória. No entanto, se o ângulo de incidência for oblíquo em relação à superfície haverá um desvio e o ângulo de refração será alterado.
O que é o índice de refração absoluto? Como determiná-lo?
É a razão que mede a dificuldade com que a luz se propaga em determinado meio.
n = C / Vmeio
n = índice de refração
C = Velocidade da luz no vácuo
V = Velocidade da luz no meio em questão
O índice de refração do vácuo é 1 e todos os outros são maiores ou iguais a 1.
O que significa dizer que um meio é mais ou menos refringente?
Meio mais refringente: Maior índice de refração e menor velocidade de propagação.
Meio menos refringente: Menor índice de refração e maior velocidade de propagação.
Qual a relação entra a frequência da luz e a sua velocidade em um meio?
Quanto maior a frequência da luz em um meio, menor será sua velocidade nele.
O que é o índice de refração relativo? Como determiná-lo?
É a refração da luz relativa a passagem dela entre dois meios específicos. Ele é a razão entre o índice de um meio e o do outro.
índice relativo a passagem do meio 1 para o meio 2:
n12 = n1 / n2
Índice relativo a passagem do meio 2 para o meio 1:
n21 = n2 / n1
PERCEBA QUE IMPORTA A ORDEM, NÃO SÃO IGUAIS.
O que é o fenômeno da continuidade óptica?
Quando o índice de refração de dois meios é igual não há refração, ou seja, a velocidade da luz num meio é igual a velocidade da luz no outro.
De forma prática, se a luz não refrata ela também não reflete, e se não há reflexão de luz ela não chega aos olhos dando a sensação de invisibilidade de corpos em meios assim, é o fenômeno da continuidade óptica.
O que diz a primeira lei da refração?
O raio de luz incidente, o raio de luz refratado e a normal são coplanares.
O que diz a segunda lei da refração?
É a lei de Snell.
// n1.sen1 = n2.sen2 //
ou
// n1,2 = sen1 / sen2 //
Como funciona a refração em um metamaterial?
Em um metamaterial a refração funciona como se fosse um reflexão em relação a normal, a luz não atravessa a normal.
O que é reflexão total? O que é o ângulo limite? Como determinar o ângulo limite? Cite exemplos de aplicação da reflexão total.
A reflexão total é um caso especial de reflexão de um raio que vai de um meio menos refringente para um meio mais refringente onde o ângulo de incidência supera o ângulo limite(L). Quando isso acontece o raio de luz não refrata mais, apenas reflete totalmente como o limite do meio funcionasse como um espelho.
O ângulo limite é o ângulo de incidência cujo ângulo de refração é 90°.
Há duas formas:
(1) Substituir o ângulo do meio menos refringente por 90° na lei de Snell.
(2) Utilizando a fórmula: SenL = n(menor) / n2(maior)
Fibra óptica, formação de miragens e brilho dos diamantes.
