Efeito doppler e difração word PDF

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Efeito DopplerA frequência de uma onda é a da fonte emissora. Contudo, a frequência percecionada ou medida por um observador em movimento relativamente à fonte emissora pode ser diferente. Para percebermos melhor isto vamos recorrer a um exemplo: por que razão o som da sirene de uma ambulância parec...

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Efeito Doppler A frequência de uma onda é a da fonte emissora. Contudo, a frequência percecionada ou medida por um observador em movimento relativamente à fonte emissora pode ser diferente.! Para percebermos melhor isto vamos recorrer a um exemplo: por que razão o som da sirene de uma ambulância parece mais agudo (maior frequência) quando uma ambulância se está a aproximar de nós e mais grave (menor frequência) quando se afasta? A que se deve esta alteração de frequência.! Ao analisarmos este exemplo das ondas sonora emitidas pela sirene numa só frequência, de uma

ambulância em movimento em relação a um recetor, percebemos que quanto mais a fonte sonora se afasta do recetor ou vice-versa, então as frentes das ondas recebidas pelo recetor estão mais afastadas entre si do que quando ela estava em repouso. Como resultado, o comprimento de onda recebido vai ser maior do que o comprimento de onda do som emitido, e por isso, uma vez que o meio é o mesmo, então a velocidade de propagação também o vai ser e por isso a frequência do som recebido pelo recetor vai ser menor, logo o som é mais grave. Pelo contrário, quando a ambulância se aproxima, ou vice-versa, o comprimento de onda vai ser menor e consequentemente a frequência maior, logo o som mais agudo.! Este fenómeno que foi descrito para as ondas sonoras, mas que se aplica a qualquer onda, é conhecido por efeito Doppler, em homenagem ao físico austríaco Christian Doppler, que o estudou em 1842. Em síntese podemos dizer que o efeito Doppler é o efeito que explica a variação na frequência detetada por um recetor quando uma fonte que emite uma onda se encontra em movimento relativo em relação ao recetor. Assim, o afastamento entre a fonte e o recetor, provoca uma diminuição da frequência enquanto que a aproximação entre a fonte e o recetor, aumenta a frequência.! Este efeito pode ser mais ou menos significativo dependendo da velocidade da fonte. No caso dos aviões ultrassónicos, que conseguem viajar a uma velocidade superior à velocidade de propagação da própria onda, as ondas acumulam-se atrás da fonte, formando uma onda de choque.! Também as ondas eletromagnéticas sofrem o efeito Doppler. Tratando-se de luz visível, a variação da frequência é manifestada pela mudança de cor da radiação eletromagnética captada pelo recetor. Quando a onda de afasta, a luz recebida pelo recetor tem um comprimento de onda maior (uma frequência menor) do que o comprimento de onda da radiação emitida- nesta situação dizemos que existe um desvio para o vermelho (redshift). Se, por outro lado, a fonte se aproximar, a luz captada pelo recetor apresenta um comprimento de onda menor (uma frequência superior) do que o comprimento de onda da radiação

emitida- diz-se então, que existe um desvio para o azul, (blueshift). !

O efeito Doppler tem diversas aplicações: ! ! É utilizado na astronomia para medir a velocidade em relação à terra, de objetos celestes em movimento que emitem luz, através da análise dos seus espectros; !

! Nos radares, para medir velocidade a que se desloca um veículo; !

! Na medicina em exames de diagnóstico, para avaliar se existem obstruções nos vasos sanguíneos. !

Difração Nós conseguimos ouvir uma pessoa falar, mesmo quando ela está atrás de uma parede e nós não a conseguimos ver. O fenómeno que ocorre quando uma onda encontra uma fenda, ou um obstáculo e se espalha designa-se por difração e ocorre em todas as ondas. Ocorre difração de uma onda quando esta contorna obstáculos ou passa orifícios cujas dimensões têm a mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda. O som pode controlar a esquina de uma rua, de uma porta ou de uma janela, dado o grande comprimento de onda das ondas sonoras.!

No caso das ondas de rádio, que são as ondas eletromagnéticas com maior comprimento de onda, é possível verificar o fenómeno de difração em obstáculos de grandes dimensões. ! Já a luz visível, tem comprimentos de onda que variam entre 400nm e 700nm, valores muito inferiores às dimensões de obstáculos ou fendas, daí não vermos a luz visível a contornar obstáculos.!

Para uma dada fenda, o espalhamento é mais significativo quando aumenta o comprimento de onda, passando a onda a propagar-se e mais direções. Este efeito é aproveitado para decompor luz policromática, como a luz branca, nas suas componentes monocromáticas, tal como na refração num prisma de vidro. O efeito é mais acentuando-se, em vez de se utilizar uma só fenda se usarem muitas fendas, as chamadas redes de difração. ! A rede de difração decompõe a onda num espectro, mostrando os máximos e mínimos associados a cada comprimento de onda, que resultam respetivamente de interação construtiva e interação destrutiva entre os feixes emitidos com diferentes ângulos. !

Na difração a onda propaga-se sempre no mesmo meio pelo que o seu comprimento de onda não se altera.! Assim, concluindo podemos dizer que se o comprimento de onda e as dimensões dos obstáculos não tiverem a mesma ordem de grandeza, não ocorre difração e podemos considerar que a luz se propaga em linha reta.! Se o comprimento de onda e as dimensões do obstáculo tiverem a mesma ordem de grandeza então ocorre difração e a onda plana passa a ser circular. !

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Não ocorre difração

Ocorre difração...