Fenômenos Ondulatórios

Luz é onda?

O comportamento ondulatório da luz é bem conhecido desde 1801, quando Thomas Young demonstrou o fenômeno da interferência da luz ao fazer com que ondas luminosas de uma mesma fonte difratassem após passar por duas fendas A e B como mostra a Figura. Em suas experiências conseguiu determinar o comprimento de onda da luz λ, através da lei nλ = d senθ , onde d é a distância entre as fendas e θ é o ângulo de abertura entre cada ponto de interferência construtiva e o ponto central; sendo esta a primeira vez em que a medida de tal grandeza foi realizada.

Interferência da Luz

Na Figura, observe que a distância ∆ = d senθ, corresponde exatamente à diferença de caminhos percorridos pelas ondas até atingir o anteparo, e essa distância deve ser igual a nλ para que ocorra uma interferência construtiva. Para n=2, temos um ângulo de desvio θ maior , e o ponto de interferência construtiva fica mais distante do eixo central, sendo assim, a luz precisa caminhar uma distância maior para atingi-lo, e sua intensidade diminui.

Difração da luz em fendas

Difração

Polarização da luz:

As ondas de luz se propagam em movimento ondulatório transversal no qual a direção de vibração é perpendicular à direção de propagação.A luz natural, ou não polarizada, apresenta direções de vibração em inúmeras direções, mas todas elas perpendiculares à direção de propagação do raio, conforme mostrado na figura anexa.

A luz polarizada, por sua vez, apresenta apenas uma direção de vibração, também perpendicular a sua direção de propagação, conforme se observa na figura ao lado.

Polarização por absorção:Emprega-se para isto substâncias que deixam atravessar a luz apenas em certas direções preferenciais, como cristais de turmalina cortadas paralelamente ao eixo cristalográfico "c" ou através de polaróides.

Polaroides

O "Polaróide", inventado por Land em 1938, comporta-se, para a luz visível, como a grade de antenas no caso das ondas de rádio. De forma

simplificada, o processo de fabricação consiste no seguinte: uma folha de plástico contém longas

moléculas de um certo hidrocarboneto inicialmente sem nenhum orientação preferencial. O plástico é fortemente esticado em uma direção, alinhando as moléculas parcialmente, sendo então mergulhado em uma solução que contém iodo. Os átomos de

iodo se ligam às moléculas orientadas, tornando-as eletricamente condutoras. O conjunto é deixado

secar e a folha plástica pode ser relaxada pois as moléculas continuarão alinhadas. Desse modo, as moléculas longas serão as "antenas" que captarão e absorverão a onda elétrica que tenha polarização

na direção preferencial de esticamento mas deixarão passar as ondas polarizadas na direção

perpendicular.

Polarização de ondas de rádio e TV Digamos que a estação emite ondas não-

polarizadas ou, como vimos antes, polarizadas em todas as direções.

E vamos supor que essa onda elétrica não-polarizada incide sobre um conjunto de antenas receptoras, todas horizontais. Essas antenas horizontais captam todas as componentes da onda incidente na direção horizontal mas não captam as componentes verticais.

A energia das componentes horizontais seria absorvida pelas antenas mas as componentes verticais passariam praticamente incólumes.

Desse modo, depois do conjunto de antenas receptoras horizontais sobraria uma onda elétrica polarizada na direção vertical, com cerca da metade da energia da onda não-polarizada incidente.

O conjunto de antenas, nesse exemplo simplificado, atuou como um "filtro polarizador", transformando uma onda elétrica não-polarizada em uma onda elétrica polarizada.

Polarização por reflexão e refração:

A luz incidente em uma superfície plana e pol ida sofrerá em parte

ref lexão, que será polarizado perpendicularmente ao plano de

incidência, enquanto que a porção refratada será polarizada

paralelamente ao plano de incidência.

O grau de polarização será função de vários fatores, como qualidade e

índice de refração da superfície ref letora e , principalmente, do

ângulo de incidência do feixe de luz que, segundo Brewster, at ingirá a

máxima polarização quando os raios incidentes e refratados forem

complementares, ou seja, quando sen l = cos i.

Óculos de sol