Cuba de ondas
–Cristas claras, vales escuros. Toque na água para jogar uma gota.
Interferência
Quando duas ondas se encontram, elas se somam. Crista com crista reforça; crista com vale cancela. As faixas paradas de "água calma" são as linhas de cancelamento.
Difração e refração
Difração: a onda contorna obstáculos e se abre depois de uma fenda, tanto mais quanto mais estreita a fenda comparada a λ. Refração: ao mudar de meio, a velocidade muda, λ muda junto e a direção se desvia. A frequência não muda.
Para levar pra prova
O som (λ de metros) contorna muros e portas; a luz (λ de milésimos de milímetro) não. Por isso você ouve quem está atrás da parede, mas não vê.
Na refração, f fica igual; v e λ mudam juntos (v = λ · f).
Fenda dupla com luz dá faixas claras e escuras: prova de que a luz é onda.
Ondas estacionárias
–Leituras
Frequências que cabem
Só essas frequências formam onda estacionária. Num tubo fechado, faltam os harmônicos pares.
Corda e tubo aberto
Nas pontas da corda (presas) ficam nós; nas pontas do tubo aberto, ventres. Nos dois casos cabem todos os harmônicos, e λ = 2L ÷ n.
Tubo fechado
A ponta fechada é nó e a aberta é ventre. Só cabem os harmônicos ímpares, e o fundamental é uma oitava abaixo do de um tubo aberto do mesmo tamanho.
Para levar pra prova
Corda mais curta, mais esticada ou mais fina: som mais agudo (f maior).
Velocidade na corda: v = √(T ÷ μ), com T a tração e μ a massa por metro.
Distância entre dois nós vizinhos = λ ÷ 2.
Ressonância
–Leituras
Amplitude × frequência
O pico fica na frequência natural. Quanto menos a taça perde energia, mais alto e estreito é o pico.
Frequência natural
Taça, ponte, prédio, corda, balanço: tudo que pode vibrar tem uma frequência em que vibra "sozinho". Bata numa taça e ela soa nessa frequência.
Ressonância
Se a força vem exatamente no ritmo natural, cada empurrão chega na hora certa e a energia vai se acumulando. Fora do ritmo, parte dos empurrões freia.
Para levar pra prova
Taça quebrada pela voz de um cantor, ponte que balança com o vento ou com soldados marchando no passo: ressonância.
Sintonizar um rádio é escolher a frequência que entra em ressonância com o circuito.
Na ressonância, a transferência de energia é máxima.
Fone com cancelamento de ruído
–Leituras
Com o som ligado, o que você ouve é o que chega ao ouvido: ruído + anti-ruído. Use fone ou volume baixo.
Cada frequência do ruído
Interferência destrutiva
O microfone do fone capta o ruído e o fone toca a mesma onda de cabeça para baixo: onde o ruído tem crista, o fone põe vale. Somadas no seu ouvido, as duas se cancelam.
Por que grave cancela melhor
O fone sempre tem um pequeno atraso. Num som grave, de período longo, esse atraso é uma fração pequena da onda. Num som agudo, o mesmo atraso já desencontra crista e vale.
Para levar pra prova
Cancelamento de ruído é interferência destrutiva: mesma frequência, mesma amplitude, fase oposta (defasagem de meia onda).
A energia não some: ela se redistribui. Em outros pontos do espaço as ondas podem até reforçar.
Funciona melhor com ruído grave e constante, como motor de avião ou de ônibus.