Neste artigo, discutiremos diferentes propriedades de onda de difração com fatos e exemplos detalhados.
A seguir está a lista de propriedades de onda de difração que veremos no tópico: -
1. A quantidade de difração depende da amplitude da onda
Se a amplitude da onda for maior que o tamanho da abertura, então a onda se curvará mais para passar pela abertura e, portanto, a onda difratará mais.
O comprimento da fenda é maior que a amplitude da onda focada através da fenda, então a onda penetrará facilmente sem difratar.
2. Quanto menor o tamanho da abertura, maior será a difração vista
Se o tamanho da abertura for maior, será fácil a penetração da luz e, portanto, nenhuma difração da luz será vista.
Se um feixe de comprimento de onda λ passar por uma fenda de comprimento '2d', onde a amplitude da onda que passa por uma fenda é quase igual ao comprimento da fenda, então a onda se curvará menos para penetrar na fenda, como mostrado na figura abaixo.
Se reduzirmos o comprimento da abertura de uma fenda para metade, isto é ‘d’, então agora a onda de luz se curvará mais para passar pela fenda.
Devido a isso, a difração da onda de luz vista será maior. À medida que reduzimos o tamanho da fenda, mais e mais curvaturas das ondas de luz serão observadas e, portanto, mais difração será vista.
Leia mais sobre Reflexão vs Difração: Análise Comparativa.
3. As ondas de luz que difratam das aberturas formam os padrões de interferência
Caso haja mais de uma abertura por onde as ondas de luz possam viajar, as franjas das ondas irão interferir umas nas outras formando padrões diferentes como o mostrado abaixo.
Crédito de imagem: P
As ondas que interferem umas nas outras formam vários padrões dependendo do tamanho da fenda, do número de fendas através das quais as ondas podem viajar, da difração da luz e do comprimento de onda do feixe.
4. A onda contorna a borda dos obstáculos na difração
Quando o comprimento de onda é comparativamente igual à dimensão da barreira sobre a qual atinge, a onda curva-se em direção a todas as bordas da barreira e podemos ver a difração da luz.
Se o comprimento de onda for menor comparado às dimensões dos obstáculos, então a onda de luz não se curvará em direção às bordas e nenhuma difração será observada.
Se você notou, mesmo que haja apenas um alto-falante em uma sala em um canto, todo o público é capaz de ouvir o som amplificado do alto-falante. Isto é devido à difração da onda sonora. As ondas sonoras se dobram quando encontram todos os pequenos objetos no salão e quando atingem as paredes do salão, e até se espalham para fora do salão, dobrando-se da abertura do salão como portas e janelas.
Como a luz se curva em direção às bordas dos objetos, podemos ver as bordas brilhantes dos objetos translúcidos ou opacos.
Leia mais sobre Mais de 9 exemplos de difração de luz: informações e fatos detalhados.
5. Quanto maior for o ângulo de difração se o comprimento de onda for menor
A difração da onda é governada pela equação,
Sinθ = nλ/d
Onde θ é um ângulo de difração
λ é um comprimento de onda
D é a largura da abertura
Portanto, o ângulo de difração θ é igual a,
θ = Sin-1nλ/d
Da equação acima, podemos dizer que, à medida que o comprimento de onda do feixe aumenta, o ângulo de difração diminuirá proporcionalmente.
Leia mais sobre O comprimento de onda afeta a difração: como, por que, quando, fatos detalhados.
6. Os mínimos da onda não são perfeitamente escuros na difração
O mínimo da onda é uma franja escura formada na tela. A intensidade da onda de luz nos mínimos é muito baixa em comparação com os máximos do padrão de difração.
Os mínimos não são perfeitamente escuros em comparação com aqueles formados pelos mínimos formados pelo padrão de interferência que é completamente escuro.
7. Todos os máximos não têm as mesmas intensidades
A intensidade dos máximos no centro do padrão formado na tela devido à difração é máxima e diminui à medida que avançamos para a esquerda e para a direita a partir do centro.
Isto é devido ao fato de que a intensidade da luz diminui à medida que a distância da fonte aumenta. A distância entre a fonte e o centro da tela onde obtemos a franja brilhante é a distância mais curta que podemos ter entre a fonte e a tela e aumenta igualmente à medida que aumenta a separação do centro.
Leia mais sobre Difração vs Dispersão: Análise Comparativa.
8. As franjas de difração não estão igualmente espaçadas
A distância entre as franjas é maior no centro do padrão de difração formado na tela e vai diminuindo à medida que nos afastamos do centro.
A intensidade da luz é maior no centro e a largura da franja é maior em comparação com as franjas subsequentes. A largura das franjas diminui nas franjas sucessivas e, portanto, o espaçamento das franjas diminui consecutivamente.
Leia mais sobre A frequência afeta a difração: como e fatos detalhados.
Perguntas Frequentes
O que é difração?
O ângulo no qual o feixe de luz difrata depende do comprimento de onda da luz.
Se a onda que se propaga em um meio encontra um obstáculo ou uma abertura, então a onda se curvará e viajará ou mudará a direção de propagação, esse fenômeno é chamado de difração.
Quais são alguns exemplos de difração de ondas?
Existem vários exemplos de difração que encontramos na natureza.
As ondas que se espalham pelo oceano, a dispersão da luz pelas pequenas fendas, o som viajando por todos os cantos da sala e até mesmo pelo exterior, etc., são alguns exemplos.
Como a interferência é diferente da difração?
A difração pode ocorrer por apenas uma onda, enquanto pelo menos duas ondas são necessárias para interferir para produzir um padrão de interferência.
Os mínimos formados devido à interferência são perfeitamente escuros, as franjas têm intensidades iguais e são igualmente espaçadas; o mesmo não acontece no caso do padrão de difração.
Qual é o máximo central em caso de difração?
O máximo central está no centro do padrão de difração.
A intensidade da luz é máxima no centro, pois a distância entre a fonte e a tela é mínima, por isso é chamada de máximo central.
Onde está a largura máxima da franja no padrão de difração?
É uma lacuna entre as franjas escuras e brilhantes do padrão de difração formado na tela.
A largura da franja é máxima no centro do padrão de difração e diminui junto com a intensidade da luz em ambos os lados horizontalmente.
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Olá, sou Akshita Mapari. Eu fiz M.Sc. em Física. Trabalhei em projetos como Modelagem numérica de ventos e ondas durante ciclones, Física de brinquedos e máquinas mecanizadas de emoção em parque de diversões baseado na Mecânica Clássica. Fiz um curso de Arduino e realizei alguns miniprojetos no Arduino UNO. Gosto sempre de explorar novas zonas no campo da ciência. Pessoalmente, acredito que o aprendizado é mais entusiasmado quando aprendido com criatividade. Além disso, gosto de ler, viajar, dedilhar violão, identificar rochas e estratos, fotografar e jogar xadrez.
