ONDULATÓRIA 2

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Fenômenos ondulatórios
Fenômenos são acontecimentos aos quais as ondas estão sujeitas durante sua propagação.
Reflexão (“bate e volta”)
Uma onda que se propaga por um meio 1, encontra uma superfície que o separa de um meio 2, e retorna ao meio 1, sofreu o fenômeno da reflexão. Neste fenômeno, nenhuma característica da onda sofre alteração a não ser, sua direção.
 
a) As leis da reflexão
· 1ª lei: A onda incidente, a onda refletida e a reta normal são coplanares (estão contidas no mesmo plano).
· 2ª lei
O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são sempre iguais î = .
b) Reflexão em cordas
Caso a extremidade junto a parede esteja FIXA, o pulso refletido sofre inversão de fase.
Caso a extremidade junto a parede esteja MÓVEL, o pulso refletido não sofre inversão de fase.
Refração
Consiste na mudança de meio de propagação de uma onda.
Considere uma onda se propagando por um meio A que incide na superfície de separação com um meio B formando o ângulo de incidência î, com a Normal à superfície. Ao passar para o meio B, a diz-se que a onda sofreu refração e, então, formou o ângulo de refração , com a mesma normal.
Quando a incidência é obliqua (î0), percebe-se que a onda sofre um desvio em relação à direção original, não acontecendo o mesmo na incidência reta (î=0).
Na refração, a única característica da onda que não sofre mudança é a frequência, pois ela só depende da fonte que a originou e não do meio de propagação.
a) As leis da refração
· 1ª lei: A onda incidente, a onda refratada e a reta normal são coplanares (estão contidas no mesmo plano).
· 2ª lei: lei de Snell-Descartes
“O seno de um ângulo é proporcional à velocidade da onda no meio onde este ângulo foi formado.”
Uma vez que, na refração, a frequência da onda é constante, existe uma relação direta entre velocidade e comprimento de onda e a lei de Snell-Descartes pode ser escrita da seguinte forma.
b) Refração em cordas
Suponhamos duas cordas de densidades lineares diferentes e unidas. Ao produzir um pulso em uma delas ele será propagado até a outra corda sofrendo uma refração. Contudo, a refração é acompanhada de uma reflexão que ocorre no ponto de junção entre as cordas.
Se o pulso incidente se propaga pela corda grossa, o ponto de junção funciona como uma “extremidade móvel” e o pulso refletido não sofre inversão de fase.
Se o pulso incidente se propaga pela corda fina, o ponto de junção funciona como uma “extremidade fixa” e o pulso refletido sofre inversão de fase.
Difração
Se uma onda encontra um obstáculo à sua frente, ela tem a capacidade de contorná-lo. À esta capacidade denomina-se difração que é um fenômeno exclusivo das ondas.
 O homem ouve o barulho produzido do outro lado do muro, evidenciando que o som contornou um obstáculo e chegou aos seus ouvidos.
Para que ocorra a difração, é necessário que o obstáculo possua uma abertura e que ela seja da mesma dimensão do comprimento de onda da onda incidente.
Note que, na primeira situação o tamanho da abertura é maior que o comprimento de onda (distância entre as linhas verticais), o que implica numa ausência de obstáculo e a onda segue normalmente.
Na segunda situação o tamanho da abertura é menor que o comprimento de onda e a onda difrata se espalhando por toda a região de trás como se a abertura fosse uma nova fonte de onda. Difrata mais a onda que apresenta o maior comprimento de onda.
Interferência ou superposição
A interferência consiste no encontro de duas ou mais ondas. Apesar do que o nome sugere, uma onda não interfere na outra. Após o encontro, cada onda continua sua propagação como se as outras não existissem.
As interferências podem ser do tipo construtiva, quando se encontram em concordância de fase, ou destrutivas (totais ou parciais) quando se encontram em oposição de fase.
A experiência da dupla fenda de Young
Em 1802, Thomas Young (físico e médico inglês), realizou um experimento que comprovava o caráter ondulatório da luz.
Incidiu um feixe luminoso sobre um primeiro anteparo que possuía uma pequena abertura provocando a difração da luz que chegou a um segundo anteparo que possuía duas outras fendas, ocorrendo, duas novas difrações.
As luzes provenientes das duas fendas do segundo anteparo encontravam-se e formavam regiões de máximos e mínimos (interferências construtivas e destrutivas, respectivamente), evidenciadas num terceiro anteparo por franjas claras e escuras.
Este experimento deixa claro que a luz tem caráter ondulatório, uma vez que difração e interferência são exclusivos das ondas.
Polarização
Consiste em fazer uma onda que vibrava em vários planos, vibrar em apenas um.
Polarizar uma onda significa, entre outras coisas, atenuar sua intensidade.
A onda polarizada é mais fraca que a natural. Por isso uma pessoa usando óculos escuros (polarizadores) pode olhar diretamente para o sol. A polarização é um fenômeno exclusivo das ondas transversais.
Ressonância
A ressonância é um fenômeno causado pela interação entre onda e matéria. Os corpos apresentam uma frequência natural de oscilação que pode ser estimulada pela incidência de uma onda que tenha a mesma frequência. Como consequência desse estímulo pode ocorrer o aumento da amplitude de vibração do corpo ocasionando sua ruptura.
Quando em ressonância, onda e matéria vibram na mesma frequência.
01- Radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB em inglês), predição da teoria do Big Bang, é uma forma de radiação eletromagnética que preenche todo o universo, cuja descoberta experimental se deve a Arno Penzias e Robert Wilson. Em qualquer posição do céu, o espectro da radiação de fundo é muito próximo ao de um corpo negro ideal, cujo espectro tem uma frequência de pico de 160 GHz. Considerando a CMB distribuída isotopicamente pelo Universo, com velocidade de propagação de 3 x 105km.s–1, determine o número inteiro aproximado de ondas dessa radiação por centímetro linear do Universo.
a) 1 
b) 5 
c) 7 
d) 9 
e) 15
02- O sonar é um aparelho que permite determinar, por exemplo, a profundidade de um lago. Este aparelho utiliza a propriedade de uma onda sonora se refletindo ao atingir um obstáculo sólido.
Num lago um sonar emite um som de frequência 500 Hz que gasta 0,4 segundos para sair do sonar, refletirno fundo do lago e retornar ao sonar. Sabendo que neste ponto a profundidade do lago é de 300 m, o comprimento da onda sonora emitida por este sonar, em metros, é
a) 0,4
b) 600
c) 9
d) 300
e) 3
03- (FCM PB/2019) Na superfície da água contida em um recipiente, foram produzidas ondas bidimensionais cuja distância entre duas cristas sucessivas é de 1 metro, ao transitar para uma região menos profunda do recipiente na onda essa distância muda para 70 centímetros. Qual a diferença entre a velocidade de propagação nos dois instantes se a frequência no primeiro momento é 5 Hz? 
a) 5 m/s 
b) 1,5 m/s 
c) 3,5 m/s 
d) 5,5 m/s 
e) 1 m/s
04 - (UFPR/2019) O gráfico abaixo apresenta a frequência f de uma onda sonora que se propaga num dado meio em função do comprimento de onda dessa onda nesse meio.
Com base nesse gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente o módulo da velocidade do som v no meio considerado, quando a frequência da onda sonora é de 25 Hz.
a)	v = 250 m/s.
b)	v = 340 m/s.
c)	v = 750 m/s.
d)	v = 1000 m/s.
e)	v = 1500 m/s.
05 - (IBMEC SP Insper/2019) 
O esquema da figura ilustra o perfil de uma cuba de ondas de profundidade espraiada, cheia de água. É uma simulação do que acontece na realidade em uma praia marinha.
Uma fonte vibratória F, localizada na parte profunda da cuba, produz frentes de onda retas, paralelas à “praia”, com frequência f. Sabe-se que ondas mecânicas na água sofrem mais refringência com a diminuição da profundidade. Considerando as velocidades v1 e v2 de propagação das frentes de onda nas profundidades h1 e h2, respectivamente, assim como os comprimentos de onda e e frequências de oscilação f1 e f2, são corretas as relações de ordem:
a)	v1 > v2, = e f1 > f2
b)	v1 > v2, > e f1 = f2
c)	v1 > v2, > ef1 > f2
d)	v1 = v2, > e f1 > f2
e)	v1 > v2, = e f1 = f2
06 - (UNCISAL AL/2019) Um artigo publicado na revista Science mostrou que variações em um gene promovem acentuados efeitos nas mudanças rápidas do comprimento dos bicos de tentilhões. Essa descoberta ajuda a entender como os tentilhões estudados por Darwin puderam evoluir em 18 espécies em um período entre 1 milhão e 2 milhões de anos. Uma seca que atingiu a ilha de Daphne Major, no arquipélago de Galápagos, nos anos de 2004 e 2005, promoveu rápidas adaptações nos tentilhões. A competição por alimento entre essas aves resultou na extinção de indivíduos de porte médio e com bico grande, enquanto os indivíduos de porte médio e com bico pequeno sobreviveram, alimentando-se de pequenas sementes. Após esse período de seca e com o passar dos anos, tentilhões de porte médio passaram a desenvolver bicos com dimensões menores.
Disponível em: www.sciencenews.org.
Acesso em: 13 nov. 2018 (adaptado).
O processo de evolução dos tentilhões estudados por Darwin deve-se
a)	a mutações provocadas pela desregulação no processo de tradução.
b)	à expressão de características morfológicas em resposta ao seu uso e desuso.
c)	à atrofia dos bicos relacionada ao desgaste promovido pelo seu uso excessivo.
d)	à seleção de caracteres favoráveis em virtude da competição pelo alimento disponível.
e)	ao isolamento geográfico que limita o contato entre as duas espécies presentes na ilha Daphne Major.
07- (Univag MT/2020) O pai, empurrando seu filho no balanço, conseguiu aumentar a amplitude do movimento do balanço simplesmente impulsionando seu filho com a mesma frequência com que ele se balançava, conforme ilustra a figura.
(www.teachercollaborate.org)
Essa situação exemplifica o fenômeno denominado
a)	ressonância.
b)	batimento.
c)	interferência.
d)	propagação.
e)	reforço.
08 - (UFRGS/2020) 
Uma onda sonora propagando-se em um meio fluido, com velocidade de módulo 1.440 m/s, sofre reflexão entre duas barreiras de modo a formar nesse meio uma onda estacionária. Se a distância entre dois nós consecutivos dessa onda estacionária é 4,0 cm, a frequência da onda sonora é
a)	180 Hz.
b)	360 Hz.
c)	1.800 Hz.
d)	3.600 Hz.
e)	18.000 Hz.
09 - (UNCISAL AL/2020) 
Leia a seguinte situação descrita por um aluno ao seu professor de física.
Professor, a minha casa fica próxima a um morro. Do outro lado do morro, existe uma antena de rádio e, próximo a ela, um holofote. Não tenho nenhuma dificuldade em sintonizar o sinal da emissora de rádio, mas não consigo ver a luz emitida pelo holofote. Sei que as ondas emitidas pela antena e pelo holofote são ambas eletromagnéticas; sei também que diversos fenômenos que ocorrem com as ondas eletromagnéticas dependem da frequência da onda. Mas, então, professor, qual propriedade física explica esse fenômeno?
Figura I: emissora de rádio
Figura II: holofote
Considerando-se as figuras I e II, que ilustram a situação descrita pelo aluno, qual é a propriedade ondulatória que explica o fenômeno descrito?
a)	Refração, que ocorre quando há mudança na direção de propagação de uma onda sonora.
b)	Ressonância, que relaciona a frequência da onda às dimensões físicas da região de propagação.
c)	Interferência, que ocorre quando ondas eletromagnéticas de diferentes frequências se sobrepõem.
d)	Linearidade, que é a capacidade de uma onda se propagar sempre em linha reta em meios homogêneos.
e)	Difração, que explica a capacidade de uma onda contornar obstáculos conforme seu comprimento de onda.
10 - (UNIFENAS MG/2020) 
É possível quebrar uma taça de vidro com um grito, como muitos já observaram ou escutaram a respeito.
(Disponível em: < https://futurism.com/science-sound-breaking-glass-panes-car-speakers>.
Acesso em: 11 de ago. de 2019)
Contudo, diferente do que se pensa, não é a energia colocada no grito que irá determinar se a taça irá quebrar. O que importa mesmo é a altura da onda sonora emitida. Tal fenômeno ondulatório é conhecido como:
a)	difração.
b)	interferência.
c)	polarização.
d)	refração.
e)	ressonância.
11 - (UFRGS/2019) Considere as afirmações abaixo, sobre o fenômeno da difração.
I.	A difração é um fenômeno ondulatório que ocorre apenas com ondas sonoras.
II.	A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto menor for a largura da fenda.
III.	A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto maior for o comprimento de onda da onda.
Quais estão corretas?
a)	Apenas I.
b)	Apenas II.
c)	Apenas I e III.
d)	Apenas II e III.
e)	I, II e III.
12 - (IFMT/2018) O nosso cotidiano é repleto de fenômenos físicos que nos auxiliam nas mais diversas atividades. Dentre eles, destacam-se as ondas, que surgem quando um sistema é deslocado de sua posição de equilíbrio e a perturbação se propaga de uma região para outra do sistema transportando apenas energia. Quando uma onda que se propaga muda de meio ou encontra um obstáculo, ela interage com o meio, o que gera alguns comportamentos específicos, chamados de fenômenos ondulatórios. Os fenômenos ondulatórios estão presentes nas ondulações em um lago, nos sons musicais que você pode ouvir, na transmissão dos jogos de futebol e até nas mensagens enviadas via redes sociais.
O fenômeno ondulatório melhor representado no esquema da figura acima é o da:
a)	reflexão
b)	dispersão
c)	refração
d)	difração
e)	polarização
13 - (UNIPÊ PB/2018) A fibra óptica é amplamente utilizada em endoscopias e intervenções cirúrgicas por laparoscopia. No primeiro caso, a fibra serve como uma espécie de lanterna e câmera ao mesmo tempo, permitindo ao médico realizar o exame com precisão.
Com base nos conhecimentos sobre Óptica Geométrica, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( )	Em um meio homogêneo, transparente e isotrópico, a luz se propaga em linha reta.
( )	A luz enviada para os nossos olhos pela maioria dos objetos que são vistos se deve à refração regular da sua superfície.
( )	A reflexão é a mudança na velocidade de uma onda ao atravessar a fronteira entre dois meios com diferentes índices de refração.
( )	A difração está relacionada com a interação de uma onda com um obstáculo, ou então quando encontra um orifício através do qual possa atravessar um obstáculo.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
a)	V F F V
b)	V V F F
c)	V F V F
d)	F V V F
e)	F F V V
14 - (UFRGS/2017) Um fio de cabelo intercepta um feixe de laser e atinge um anteparo, conforme representa a figura (i) abaixo.
Nessa situação, forma-se sobre o anteparo uma imagem que contém regiões iluminadas intercaladas, cujas intensidades diminuem a partir da região central, conforme mostra a figura (ii) abaixo.
O fenômeno óptico que explica o padrão da imagem formada pela luz é a
a)	difração.
b)	dispersão.
c)	polarização.
d)	reflexão.
e)	refração.
15 - (ENEM/2017) 
Ao sintonizar uma estação de rádio AM, o ouvinte está selecionando apenas uma dentre as inúmeras ondas que chegam à antena receptora do aparelho. Essa seleção acontece em razão da ressonância do circuito receptor com a onda que se propaga.
O fenômeno físico abordado no texto é dependente de qual característica da onda?
a)	Amplitude.
b)	Polarização.
c)	Frequência.
d)	Intensidade.
e)	Velocidade.
16 - (FPS PE/2019) 
Um feixe de luz monocromática verde, de comprimento de onda igual a 550 nm, se propaga no vácuo, com velocidade igual a c. O feixe incide sobre uma superfície de vidro onde sua velocidade passa a ser 0,8 c. Calcule o comprimento de onda deste feixe de luz dentro do vidro. Dê sua reposta em nm. Dado: 1nm = 10–9 m.
a)	400 nm
b)	520 nm
c)	480 nm
d)	550 nm
e)	440 nm
17- (Fac. Direito de São Bernardo do Campo SP/2019) Um raio de luz monocromático, de frequência f = 6,01014Hz, propaga-se do meio A, com velocidade de 3,0105km/s, para o meio B, conforme indica a figura em escala. Ambos os meios são homogêneos e transparentes. Determine o comprimento de onda do raio refratado, em nanômetros, sabendo-se que o índice de refraçãoabsoluto do meio A é igual a 1:
a) 667
b) 500
c) 375
d) 281
l
1
l
2
l
2
l
2
l
2
l
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