Ondas I E II Flashcards
(135 cards)
1
Q
A
2
Q
O que é uma onda?
A
É uma perturbação que se propaga em um meio, transportando energia de um ponto a outro, sem transporte de matéria.
3
Q
O que acontece com a corda quando uma onda se propaga nela?
A
As partes da corda sofrem deformação momentânea e retornam à posição original; apenas a energia se propaga, não a matéria.
4
Q
O que uma onda transporta?
A
Energia, e não matéria.
5
Q
O que são ondas mecânicas?
A
São ondas que se propagam apenas em meios materiais, pois precisam de um meio elástico para se propagar.
6
Q
Dê três exemplos de ondas mecânicas.
A
- Ondas sonoras
- Ondas na água
- Ondas em uma corda tensa
7
Q
O que são ondas eletromagnéticas?
A
Ondas geradas por cargas elétricas oscilantes, compostas por campos elétrico e magnético perpendiculares e variáveis que se propagam inclusive no vácuo.
8
Q
Ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo?
A
Sim, ao contrário das ondas mecânicas.
9
Q
Qual é a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no vácuo?
A
Aproximadamente 3,0 × 10⁸ m/s.
10
Q
Qual a relação entre frequência, energia e comprimento de onda no espectro eletromagnético?
A
Quanto maior a frequência, maior a energia e menor o comprimento de onda.
11
Q
Organize as ondas do espectro eletromagnético em ordem crescente de frequência.
A
- Rádio
- Micro-ondas
- Infravermelho
- Luz visível
- Ultravioleta
- Raios X
- Raios Gama
12
Q
O que é uma onda transversal?
A
O tipo de onda cuja vibração é perpendicular à direção de propagação, como as ondas em uma corda.
13
Q
Todas as ondas eletromagnéticas são de que tipo?
A
Ondas transversais.
14
Q
(V/F) Ondas mecânicas podem se propagar no vácuo.
A
Falso. Elas necessitam de um meio material.
15
Q
(V/F) A luz visível é uma onda mecânica.
A
Falso. É uma onda eletromagnética.
16
Q
(V/F) A direção da vibração em ondas transversais é paralela à de propagação.
A
Falso. É perpendicular.
17
Q
(V/F) A frequência de uma onda está relacionada diretamente à sua energia.
A
Verdadeiro.
18
Q
Associe o tipo de onda ao meio de propagação:
1. Som
2. Luz visível
3. Onda na água
4. Raio X
A
1 – Mecânica (meio material)
2 – Eletromagnética (vácuo ou meio material)
3 – Mecânica (meio material)
4 – Eletromagnética (vácuo ou meio material)
19
Q
Qual das alternativas apresenta apenas ondas que podem se propagar no vácuo?
a) Som, luz visível, raio X
b) Luz visível, micro-ondas, raio gama
c) Som, micro-ondas, infravermelho
d) Onda em corda, som, ultravioleta
A
b) Luz visível, micro-ondas, raio gama
20
Q
O que é uma onda longitudinal?
A
É a onda em que a vibração do meio ocorre na mesma direção da propagação da onda. Ex: ondas sonoras, ondas em molas.
21
Q
O que é uma onda mista?
A
É a onda que apresenta componentes transversais e longitudinais ao mesmo tempo, como as ondas na superfície da água.
22
Q
O que é raio de onda?
A
Uma reta imaginária que indica a direção e o sentido da propagação da onda; é perpendicular à frente de onda em meios homogêneos e isotrópicos.
23
Q
O que é frente de onda?
A
É a superfície que separa a região já atingida da região ainda não atingida por uma onda.
24
Q
Quais são os tipos de frente de onda?
A
- Puntiforme: ponto
- Circular: circunferência
- Reta: linha reta
- Esférica: esfera
- Plana: plano
25
O que são ondas unidimensionais?
Ondas que se propagam em uma única direção, como as ondas em cordas.
26
O que são ondas bidimensionais?
Ondas que se propagam em um plano, como ondas na superfície da água.
27
O que são ondas tridimensionais?
Ondas que se propagam em todas as direções, como ondas sonoras.
28
O que é a crista de uma onda?
É o ponto mais alto da onda, ou ponto de máximo afastamento positivo da posição de equilíbrio.
29
O que é o vale de uma onda?
É o ponto mais baixo da onda, ou ponto de máximo afastamento negativo da posição de equilíbrio.
30
O que é amplitude (A) de uma onda?
É o máximo afastamento de uma partícula do meio em relação à posição de equilíbrio.
31
O que é comprimento de onda (λ)?
É a distância entre dois pontos consecutivos em fase, como de crista a crista ou de vale a vale.
32
O que é o período (T) de uma onda?
É o tempo necessário para que uma oscilação completa ocorra ou para que duas cristas consecutivas passem por um ponto.
33
O que é a frequência (f) de uma onda?
É o número de oscilações completas (ou cristas) que passam por um ponto em cada unidade de tempo.
34
(V/F) Em ondas longitudinais, a vibração do meio é perpendicular à propagação da onda.
Falso. É paralela.
35
(V/F) O raio de onda é perpendicular à frente de onda.
Verdadeiro, em meios homogêneos e isotrópicos.
36
(V/F) Onda sonora no ar é um exemplo de onda transversal.
Falso. É longitudinal.
37
(V/F) A frente de onda plana é característica de fontes muito próximas.
Falso. Fontes muito próximas geram frentes circulares ou esféricas.
38
Associe o tipo de frente de onda ao formato:
1. Fonte pontual
2. Fonte distante
3. Fonte extensa
4. Fonte esférica
1 – Puntiforme
2 – Plana
3 – Circular
4 – Esférica
39
Qual alternativa apresenta corretamente uma onda e sua classificação dimensional?
a) Som – bidimensional
b) Onda em corda – tridimensional
c) Onda na água – bidimensional
d) Onda luminosa – unidimensional
c) Onda na água – bidimensional
40
Qual é a relação entre período (T) e frequência (f)?
São inversamente proporcionais. A relação é: T = 1/f.
41
Qual é a equação geral da velocidade de uma onda?
v = λ . f, onde:
* v = velocidade
* λ = comprimento de onda
* f = frequência
42
De que depende a velocidade de propagação de uma onda?
Apenas das propriedades do meio, como elasticidade e densidade (não depende da frequência da onda).
43
O que é intensidade de uma onda?
É a razão entre a potência da onda (P) e a área (A) perpendicular atingida por ela:
I = P/A
Unidade no SI: W/m² (Watts por metro quadrado)
44
Como varia a intensidade de uma onda tridimensional com a distância da fonte?
A intensidade é inversamente proporcional ao quadrado da distância:
I ∝ 1/R²
45
Como calcular a intensidade de uma onda esférica?
I = P / (4πR²)
onde R é o raio da esfera em que a onda se propaga.
46
O que significa dizer que uma onda transporta energia?
Significa que há uma transferência de energia do ponto de origem para os pontos onde a onda se propaga.
47
Para que serve a equação de Taylor nas ondas?
Para calcular a velocidade de propagação de pulsos em cordas flexíveis.
48
Qual é a fórmula da equação de Taylor?
v = √(T/μ)
onde:
* v = velocidade do pulso na corda
* T = tração (N)
* μ = densidade linear (kg/m)
49
O que é densidade linear (μ)?
É a razão entre a massa (m) da corda e seu comprimento (L):
μ = m/L
50
(V/F) A frequência de uma onda depende do meio de propagação.
Falso. A frequência é determinada pela fonte. A velocidade é que depende do meio.
51
(V/F) Quanto maior a distância da fonte, menor será a intensidade da onda.
Verdadeiro. A intensidade diminui com o quadrado da distância.
52
(V/F) A equação de Taylor é usada para calcular a velocidade de ondas em meios fluidos.
Falso. Ela é usada para cordas tensionadas.
53
(V/F) A unidade de intensidade no SI é o joule.
Falso. É o watt por metro quadrado (W/m²).
54
O que é reflexão de ondas?
É o fenômeno em que uma onda retorna ao meio de origem após atingir uma superfície ou região.
55
O que ocorre com o pulso refletido em uma extremidade fixa?
Ele sofre inversão de fase e retorna com a mesma velocidade.
56
O que ocorre com o pulso refletido em uma extremidade livre?
Ele não sofre inversão de fase e retorna com a mesma velocidade.
57
O que é refração de uma onda?
É a mudança na velocidade de propagação da onda ao passar de um meio para outro com características diferentes (ex: densidade linear).
58
Ao passar de uma corda de maior densidade linear para uma de menor densidade linear, o que ocorre com o pulso refletido?
O pulso refletido não sofre inversão de fase e mantém a velocidade do pulso incidente.
59
Ao passar de uma corda de menor densidade linear para uma de maior densidade linear, o que ocorre com o pulso refletido?
O pulso refletido sofre inversão de fase e mantém a velocidade do pulso incidente.
60
O que afirma o Princípio de Huygens?
Cada ponto de uma frente de onda se comporta como uma nova fonte de ondas secundárias, que se propagam com a mesma frequência e velocidade da onda original.
61
Qual a importância do Princípio de Huygens?
Ele explica a propagação, difração e interferência de ondas.
62
(V/F) Na reflexão em extremidade fixa, há inversão de fase.
Verdadeiro.
63
(V/F) Quando uma onda muda de meio, sua frequência também muda.
Falso. A frequência permanece constante, o que muda é a velocidade e o comprimento de onda.
64
(V/F) Na refração de uma onda, a velocidade muda porque a frequência da onda se altera.
Falso. A frequência não se altera na refração; o que muda é o meio e, consequentemente, a velocidade e o comprimento de onda.
65
(V/F) O Princípio de Huygens explica por que as ondas contornam obstáculos.
Verdadeiro. Esse fenômeno é chamado difração.
66
Associe corretamente os fenômenos às suas características:
1 – c
2 – a
3 – b
4 – d
67
Uma onda em uma corda passa de uma região menos densa para uma mais densa. O que acontece com o pulso refletido?
a) Sofre inversão de fase
68
O que se conserva ao ocorrer refração de uma onda?
c) Frequência
69
O que representam as franjas escuras no anteparo da experiência de Young?
Regiões onde ocorre interferência destrutiva, com amplitude nula e intensidade luminosa igual a zero.
70
O que representam as franjas claras na experiência de interferência?
Regiões de interferência construtiva, onde a amplitude é duplicada e a intensidade luminosa é quadruplicada (já que I ∝ A²).
71
Por que a intensidade luminosa nas franjas claras é quadruplicada em relação à onda individual?
Porque a amplitude da onda resultante é o dobro, e como intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude (I ∝ A²), temos: I = (2A)² = 4A².
72
O que é polarização de uma onda?
É o processo de restringir a direção de vibração da onda a um único plano. Só ocorre com ondas transversais, como a luz.
73
Qual tipo de onda pode ser polarizada?
Apenas ondas transversais, como ondas eletromagnéticas (ex: luz visível).
74
O que faz um polarizador?
Ele deixa passar apenas a componente do campo elétrico paralela ao seu eixo de transmissão, absorvendo a componente perpendicular.
75
Como se comporta a luz natural ao atravessar um polarizador?
A luz natural, não polarizada, tem oscilações em todas as direções perpendiculares à propagação. Após o polarizador, apenas a componente do campo elétrico paralela ao eixo do polarizador é transmitida, resultando em luz polarizada.
76
O que acontece com os componentes horizontais e verticais da luz ao passar por um polarizador com eixo vertical?
Os componentes verticais são transmitidos, enquanto os componentes horizontais são absorvidos ou refletidos.
77
(V/F) As franjas claras correspondem a pontos onde a intensidade luminosa é nula.
Falso. As franjas claras são pontos de máxima intensidade, resultantes de interferência construtiva.
78
(V/F) A polarização só pode ocorrer com ondas longitudinais.
Falso. Polarização é um fenômeno exclusivo de ondas transversais, como a luz.
79
(V/F) A intensidade luminosa após o polarizador é sempre igual à da luz incidente.
Falso. A intensidade diminui, pois parte da luz (a componente perpendicular ao eixo do polarizador) é bloqueada.
80
Qual das alternativas descreve corretamente o que ocorre ao se observar uma franja clara no experimento de Young?
c) Amplitude duplicada, intensidade quadruplicada
81
Ao passar por um polarizador vertical, o que acontece com a luz não polarizada?
c) Vibra apenas na direção vertical
82
O que ocorre quando pulsos em oposição de fase se encontram?
Ocorre interferência destrutiva, resultando em uma amplitude menor que a de qualquer uma das ondas individuais (podendo ser nula).
83
Qual o nome dado à interferência entre ondas idênticas e opostas que se encontram continuamente?
Onda estacionária.
84
Qual foi o objetivo da Experiência de Young?
Demonstrar o comportamento ondulatório da luz, observando interferência entre frentes de onda.
85
Qual é o papel do primeiro orifício da Experiência de Young?
Difratar a luz e garantir que as duas fendas do segundo anteparo recebam ondas em fase, funcionando como fontes coerentes.
86
O que são fontes coerentes em óptica ondulatória?
Fontes que emitem ondas com a mesma frequência, amplitude constante e diferença de fase constante (ou nula).
87
O que é interferência construtiva?
Ocorre quando duas ondas se encontram em fase, e suas amplitudes se somam. Forma um máximo de intensidade (claro).
88
O que é interferência destrutiva?
Quando duas ondas estão em oposição de fase, suas amplitudes se anulam parcialmente ou totalmente. Forma um mínimo de intensidade (escuro).
89
Como se comportam os máximos e mínimos na tela final da Experiência de Young?
Máximos (n par): Interferência construtiva, pontos claros.
Mínimos (n ímpar): Interferência destrutiva, pontos escuros.
90
Quando ocorre interferência construtiva em função da diferença de caminho óptico?
Quando a diferença de caminho Δd = n·λ, com n par e fontes em fase.
91
Quando ocorre interferência destrutiva em função da diferença de caminho óptico?
Quando a diferença de caminho Δd = n·λ, com n ímpar e fontes em fase.
92
O que acontece se as fontes da interferência estão em oposição de fase?
A lógica se inverte:
• n par → interferência destrutiva
• n ímpar → interferência construtiva
93
Como são chamadas as regiões de máximos e mínimos da Experiência de Young com fendas?
Franjas de interferência, alternando regiões claras e escuras na tela.
94
O que influencia o espaçamento entre as franjas de interferência?
• Comprimento de onda (λ): maior λ → maior espaçamento
• Distância entre fendas: menor distância → maior espaçamento
• Distância até a tela: maior distância → maior espaçamento
95
(V/F) A interferência de ondas só ocorre se as fontes forem coerentes.
Verdadeiro. Para interferência estável, é necessário que as fontes sejam coerentes.
96
(V/F) Interferência construtiva ocorre sempre que a diferença de caminho é igual a um múltiplo de λ/2.
Falso. Interferência construtiva ocorre com múltiplos inteiros de λ (Δd = n·λ).
97
Em um experimento de Young com fontes em fase, a diferença de caminhos ópticos até um ponto P é igual a 2λ. O que ocorre em P?
b) Máximo de intensidade
98
Se em uma experiência de interferência com luz monocromática as fontes estiverem em oposição de fase e Δd = 3λ, qual tipo de interferência ocorre?
b) Construtiva (porque n ímpar com oposição de fase gera interferência construtiva)
99
O que é difração?
É a capacidade que uma onda tem de contornar obstáculos ou passar por fendas, alterando sua forma de propagação.
100
Quando o fenômeno da difração é mais perceptível?
Quando o comprimento de onda é comparável ao tamanho do obstáculo ou da abertura.
101
A difração ocorre com quais tipos de ondas?
Ocorre com ondas mecânicas (ex: som, ondas em cordas) e ondas eletromagnéticas (ex: luz visível, raios X).
102
O que são ondas estacionárias?
São ondas resultantes da superposição de duas ondas de mesma frequência e amplitude, propagando-se em sentidos opostos.
103
O que são nós e ventres em ondas estacionárias?
• Nós (N): Pontos com amplitude nula (interferência destrutiva).
• Ventres (V): Pontos com amplitude máxima (interferência construtiva).
104
Como é a amplitude da onda estacionária em relação às ondas originais?
A amplitude é o dobro da das ondas originais.
105
O que é interferência de ondas?
É o fenômeno em que duas ou mais ondas se combinam, resultando numa nova perturbação.
106
Quando ocorre interferência construtiva?
Quando as ondas estão em fase e suas amplitudes se somam.
107
Quando ocorre interferência destrutiva?
Quando as ondas estão em oposição de fase e suas amplitudes se subtraem.
108
O que diz o princípio da superposição?
A perturbação resultante em um ponto é a soma algébrica das perturbações individuais das ondas que se cruzam.
109
(V/F) A interferência só ocorre com ondas mecânicas.
Falso. A interferência ocorre com todos os tipos de onda, incluindo eletromagnéticas.
110
(V/F) Ondas estacionárias possuem nós e ventres fixos.
Verdadeiro.
111
(V/F) A difração é mais intensa quando o obstáculo é muito maior que o comprimento de onda.
Falso. Ela é mais evidente quando o obstáculo tem tamanho similar ao comprimento de onda.
112
Associe os fenômenos às suas características:
1 – c
2 – a
3 – d
4 – b
113
Qual fenômeno ocorre quando uma onda sonora passa por uma porta entreaberta e se espalha na sala?
d) Difração
## Footnote
Difração é o fenômeno que permite que as ondas contornem obstáculos e se espalhem em regiões onde não estariam presentes se o obstáculo não estivesse ali.
114
O que ocorre quando ondas idênticas se propagam em sentidos opostos em uma corda?
c) Onda estacionária
## Footnote
Uma onda estacionária é formada pela superposição de duas ondas idênticas que se movem em direções opostas, resultando em nós e ventres.
115
Associe cada grandeza à sua unidade no SI:
1 – m/s
2 – Hz
3 – s
4 – W
5 – W/m²
## Footnote
As unidades no SI são fundamentais para a medição de fenômenos físicos relacionados a ondas.
116
Qual é a intensidade da onda esférica que transporta uma potência de 100 W a 2 m da fonte?
b) 2 W/m²
## Footnote
A intensidade é calculada pela fórmula I = P / (4πR²), onde P é a potência e R é a distância da fonte.
117
Associe os fenômenos às suas características:
1 – c
2 – a
3 – d
4 – b
## Footnote
A associação correta ajuda a entender como diferentes fenômenos de ondas se manifestam em situações práticas.
118
Quando duas ondas se superpõem em fase, qual fenômeno ocorre?
Interferência construtiva
## Footnote
A interferência construtiva resulta em uma onda de maior amplitude devido à adição das amplitudes das ondas que se encontram em fase.
119
Quando duas ondas se superpõem em oposição de fase, qual fenômeno ocorre?
Interferência destrutiva
## Footnote
A interferência destrutiva ocorre quando ondas se cancelam mutuamente, resultando em uma onda de menor amplitude.
120
O que caracteriza a difração de ondas?
Onda contorna obstáculos
## Footnote
A difração é um fenômeno que ocorre quando ondas se espalham ao redor de obstáculos ou através de aberturas.
121
Qual é a unidade de medida da frequência no Sistema Internacional?
Hz
## Footnote
Hertz (Hz) é a unidade que mede a frequência, representando ciclos por segundo.
122
Qual é a unidade de medida da potência no Sistema Internacional?
W
## Footnote
Watt (W) é a unidade de medida para potência, definindo a taxa de transferência de energia.
123
Qual é a unidade de medida da intensidade no Sistema Internacional?
W/m²
## Footnote
A intensidade é medida em Watts por metro quadrado (W/m²), representando a potência por unidade de área.
124
O que significa dizer que duas fontes de luz são “coerentes”?
São fontes que mantêm uma diferença de fase constante entre si e possuem a mesma frequência. Isso permite a formação de padrões de interferência estáveis.
## Footnote
Coerência é fundamental para a interferência de ondas luminosas.
125
Por que a primeira fenda na experiência de Young é essencial?
Porque ela atua como uma fonte pontual e garante que as duas fendas seguintes emitam ondas em fase, tornando-se fontes coerentes.
## Footnote
A primeira fenda é crucial para a formação de franjas de interferência.
126
Qual é a condição para interferência construtiva em termos de diferença de caminho?
A diferença de caminhos \(\Delta d\) entre as duas ondas deve ser um múltiplo inteiro do comprimento de onda: \(\Delta d = n\lambda\), com \(n\) par se as fontes estão em fase.
## Footnote
Essa condição assegura que as ondas se somem em amplificação.
127
Qual é a condição para interferência destrutiva quando as fontes estão em fase?
A diferença de caminhos \(\Delta d\) deve ser um múltiplo ímpar de \(\frac{\lambda}{2}\): \(\Delta d = (2n + 1)\frac{\lambda}{2}\)
## Footnote
Essa condição resulta na cancelamento das ondas, levando a franjas escuras.
128
Quais são os métodos de polarização da luz?
1. Polarização por absorção (uso de polarizadores)
2. Polarização por reflexão (ângulo de Brewster)
3. Polarização por espalhamento (luz do céu azul)
## Footnote
Cada método utiliza diferentes princípios físicos para polarizar a luz.
129
O que ocorre com a luz ao atingir uma superfície refletora no ângulo de Brewster?
A luz refletida é completamente polarizada, com o campo elétrico vibrando perpendicularmente ao plano de incidência.
## Footnote
O ângulo de Brewster é específico para cada material e depende do índice de refração.
130
O que é luz não polarizada?
Luz cujas oscilações do campo elétrico ocorrem em múltiplas direções perpendiculares ao sentido de propagação, de forma aleatória.
## Footnote
A luz não polarizada é a forma mais comum de luz encontrada em fontes naturais.
131
Por que a luz do céu é polarizada?
Devido ao espalhamento da luz solar pelas moléculas da atmosfera, que tende a polarizar a luz em planos perpendiculares à direção do Sol.
## Footnote
Esse fenômeno é mais notável em dias claros.
132
(V/F) A luz das lâmpadas incandescentes é naturalmente polarizada.
Falso. Ela é luz não polarizada, pois as oscilações do campo elétrico são em todas as direções.
## Footnote
A luz incandescente é um exemplo clássico de luz não polarizada.
133
(V/F) Duas fontes luminosas comuns (ex: duas velas) são fontes coerentes.
Falso. Fontes comuns não mantêm uma diferença de fase constante, logo não são coerentes.
## Footnote
Fontes coerentes são essenciais para a interferência observada em experimentos.
134
(V/F) Interferência construtiva sempre ocorre quando duas ondas têm a mesma frequência e estão em fase.
Verdadeiro. Quando em fase e com frequências iguais, as amplitudes somam-se gerando interferência construtiva.
## Footnote
Isso resulta em franjas brilhantes em experimentos de interferência.
135
Associe os conceitos aos seus significados: (1) Interferência construtiva (2) Polarização (3) Fontes coerentes (4) Franjas escuras
1 → c
2 → a
3 → b
4 → d
## Footnote
A associação correta ajuda na compreensão dos conceitos relacionados à luz e suas interações.
