sexta-feira, 21 de março de 2014

Qual a diferença entre difração, interferência e dispersão de ondas eletromagnéticas?

Interferência é o fato de que, quando em um dado lugar, no mesmo momento, estiverem presentes mais de uma onda eletromagnética, provenientes de mais de uma fonte, a ondulação resultante será composta pela contribuição dos campos elétrico e magnético de cada uma delas, vetorialmente adicionados. Note que não são as intensidades que se somam, mas os campos, de modo que a resultante pode ser nula sem que os campos individuais o sejam. Isso pode ser facilmente percebido pela experiência de Young, em que uma onda eletromagnética (luminosa) é feita passar por duas fendas e, então, a iluminação observada em um anteparo, que mostrará a típica figura de franjas com iluminação máxima e nula nos pontos em que os vetores dos campos elétricos provenientes de cada fenda são de mesmo sentido e de sentidos opostos, respectivamente. É necessário que as fendas sejam iluminadas por luz proveniente de uma mesma fonte, para que estejam sempre em concordância de fase. Duas fontes independentes vão ter variação aleatória de fase, de modo que a figura projetada terá suas franjas claras e escuras oscilando aleatoriamente com alta frequência, o que fará o efeito ser imperceptível.
Difração já é o fato de que as ondas podem contornar obstáculos e se espalhar além deles para posições que um jorro de partículas não atingiria. Isso decorre de que, numa onda, cada ponto da frente de onda (lugar geométrico dos pontos simultaneamente acessados pela mesma fase da onda) se comporta como emissor de novas ondas e a nova frente de onda é a interferência de todas essas ondas elementares. Se a onda for restringida a atravessar uma fenda pequena, também se podem observar franjas provenientes da interferência das ondas oriundas das várias partes da frente que preenche a largura da fenda. Isso é chamado uma "figura de difração". Na experiência de Young, superposta à figura de interferência das duas fendas, há a figura de difração de cada fenda, pois elas têm certa largura.
A dispersão, por sua vez, é o fato de que a velocidade de fase das ondas eletromagnéticas varia com a frequência da onda, quando em um meio material transparente (mas não no vácuo). Isso faz com que o índice de refração do meio para a onda não seja único, mas uma função da frequência. Tal ocorrência é que produz a dispersão da luz nos prismas e a formação do arco-íris. Mas isso também acontece com ondas de rádio e micro-ondas nas diferentes camadas de variáveis densidades da atmosfera.

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