O que é a DIFRAÇÃO? | ONDULATÓRIA

Chama o Físico
2 Oct 201712:13

Summary

TLDRThis video introduces wave phenomena with a focus on diffraction. The instructor explains how waves can bend around obstacles or pass through narrow openings, emphasizing its occurrence when the obstacle size is comparable to the wavelength. Using examples like water waves, sound waves, and radio signals (FM vs. AM), the video demonstrates diffraction's real-world applications, including how sound can travel around walls, while light cannot. The lesson also connects diffraction to questions frequently appearing in exams like the ENEM, making it a useful resource for students preparing for such tests.

Takeaways

  • 🌊 Diffraction is the ability of a wave to bend around obstacles or pass through narrow openings.
  • 📐 Diffraction is more pronounced when the size of the obstacle or opening is similar to the wavelength of the wave.
  • 🔊 Sound waves can diffract around walls and obstacles, which explains why someone in a different room can still hear conversations.
  • 🌞 Light waves, due to their smaller wavelength, don't diffract as easily around large objects like sound waves do.
  • 📻 AM radio signals have longer wavelengths than FM signals, allowing them to diffract more around mountains and obstacles.
  • 🚗 FM radio signals have a shorter wavelength, so they struggle to bend around large obstacles, causing signal loss in certain areas.
  • 📏 Diffraction effects decrease when the obstacle or opening is significantly larger than the wavelength.
  • 🌐 Diffraction can occur not only with openings but also with objects acting as barriers, like a wall or a mountain.
  • 💡 Light diffraction can occur, but it requires very small obstacles or slits due to light's short wavelength.
  • 📚 Diffraction is a key topic for exams like ENEM, as it explains important wave behaviors across different phenomena.

Q & A

  • What is the primary topic of the video?

    -The primary topic of the video is diffraction, which is a phenomenon related to wave propagation, specifically how waves can bend around obstacles or pass through small openings.

  • How is diffraction defined in the video?

    -Diffraction is defined as the ability of a wave to bend around obstacles or pass through narrow openings. It becomes more pronounced when the size of the opening is similar to the wavelength of the wave.

  • What is the key condition for diffraction to occur?

    -Diffraction occurs more prominently when the size of the opening or obstacle is comparable to the wavelength of the wave.

  • How does the video explain diffraction using water waves?

    -The video explains diffraction with an example of water waves encountering an obstacle with a narrow opening. The wave bends and spreads after passing through the opening, demonstrating diffraction.

  • What is an example of diffraction in sound waves mentioned in the video?

    -The video discusses how sound waves diffract around a wall, allowing a person on the other side of the wall to hear a sound, even if they cannot see the source of the sound.

  • Why can sound waves diffract around obstacles more easily than light waves?

    -Sound waves have longer wavelengths, which are closer to the size of common obstacles like walls, allowing them to diffract more easily. In contrast, light waves have much shorter wavelengths, making diffraction less noticeable with larger objects.

  • What real-world example does the video provide to explain diffraction with radio waves?

    -The video explains how AM radio waves, which have longer wavelengths, can diffract around mountains more effectively than FM radio waves, which have shorter wavelengths. This is why AM signals often continue to be received after crossing a mountain, while FM signals are lost.

  • How does the wavelength of FM and AM radio waves compare?

    -FM radio waves have a wavelength of about 3 meters, while AM radio waves have a wavelength of around 500 meters, making AM waves much longer and more capable of diffracting around obstacles like mountains.

  • What is the relationship between wavelength and diffraction, as explained in the video?

    -The video emphasizes that diffraction is more pronounced when the wavelength of a wave is similar in size to the obstacle or opening it encounters. Larger wavelengths diffract more easily around larger obstacles.

  • How does the video illustrate the difference in diffraction between sound waves and light waves?

    -The video explains that sound waves, with wavelengths of several meters, can easily diffract around objects like walls, allowing people to hear sounds from another room. Light waves, with wavelengths in the nanometer range, cannot diffract around large objects like walls, which is why we cannot see through them.

Outlines

00:00

📚 Introduction to Wave Phenomena and Diffraction

The video begins with an introduction by the physics instructor, explaining the significance of wave phenomena, specifically diffraction. He stresses the importance of understanding wave phenomena for exams like ENEM, as it's a frequently tested topic. The instructor explains that diffraction is the ability of waves to bend around obstacles and pass through openings. He uses water waves hitting a barrier with a small gap as an example, demonstrating how waves spread out after passing through the gap, emphasizing that the effect is stronger when the gap size is similar to the wavelength of the wave.

05:01

🔊 Sound Diffraction Around Obstacles

This paragraph discusses how diffraction applies to sound waves. The instructor explains that sound waves, with their relatively long wavelengths, can diffract around obstacles like walls. He compares the ability of sound to diffract to light, which has a much smaller wavelength, making diffraction less noticeable in everyday situations like trying to see around a wall. He illustrates this with an example of two people separated by a wall: one can hear the other due to sound wave diffraction, but cannot see the other because light waves do not diffract as much.

10:02

📻 Comparing FM and AM Radio Diffraction

The instructor compares the diffraction of FM and AM radio waves when encountering obstacles such as mountains. FM waves, with shorter wavelengths, struggle to diffract around large obstacles, leading to signal loss in certain areas, especially when traveling through mountainous regions. In contrast, AM waves, which have longer wavelengths, are more capable of diffracting around obstacles, allowing the signal to reach areas that FM waves cannot. This difference explains why AM radio signals often remain clear in regions where FM signals are disrupted.

Mindmap

Keywords

💡Wave Diffraction

Diffraction refers to the ability of a wave to bend around obstacles or pass through narrow openings. In the video, diffraction is demonstrated with water waves passing through an opening, where the wave spreads out after passing through the gap. It is a key concept in wave behavior, showing how waves can interact with physical boundaries.

💡Wave Crest and Trough

A wave crest is the highest point of a wave, while the trough is the lowest point. The video explains these terms while discussing water waves, where the blue lines represent the crests and the spaces between them are the troughs. Understanding the distance between crests is essential in determining the wavelength.

💡Wavelength

Wavelength is the distance between two successive crests or troughs of a wave. In the video, it is shown in the context of water waves and sound waves, where it affects how waves behave when they pass through openings or around obstacles. Longer wavelengths are able to diffract more easily compared to shorter ones.

💡Sound Waves

Sound waves are mechanical waves that require a medium (such as air) to propagate. In the video, sound waves are used as an example to demonstrate diffraction, where a person's shout can be heard around a wall due to sound waves bending around obstacles. The wavelength of sound plays a crucial role in its ability to diffract.

💡Light Waves

Light waves are electromagnetic waves that have very small wavelengths compared to sound waves. The video contrasts sound and light diffraction, explaining that light, due to its short wavelength, does not diffract significantly around large obstacles like a wall. This explains why someone can hear but not see another person on the other side of a wall.

💡ENEM Exam

The ENEM (Exame Nacional do Ensino Médio) is a high school exit exam in Brazil. The video mentions ENEM several times, highlighting that wave diffraction is a topic that often appears in the exam, making it essential for students to understand the concept thoroughly for test success.

💡Radio Waves

Radio waves are another type of electromagnetic wave, used for communication. In the video, a distinction is made between AM and FM radio signals. AM radio waves have longer wavelengths (around 500 meters) compared to FM waves (around 3 meters), which allows AM signals to diffract around mountains and obstacles more easily than FM signals.

💡Frequency

Frequency refers to the number of wave cycles that pass a point per second, measured in Hertz (Hz). The video contrasts the frequencies of FM and AM radio waves, with FM having higher frequencies than AM. Frequency is inversely related to wavelength, impacting how easily a wave can diffract.

💡Electromagnetic Waves

Electromagnetic waves, such as light and radio waves, can propagate through a vacuum and do not need a medium like sound waves. In the video, these waves are discussed in the context of diffraction, with a focus on how the different wavelengths of light and radio waves affect their ability to bend around obstacles.

💡Obstacle Size

The size of the obstacle relative to the wavelength of the wave determines the degree of diffraction. In the video, this is explained through examples like a wall, mountains, or narrow openings, where waves with longer wavelengths can diffract more easily around larger obstacles, while shorter wavelengths, like light, show minimal diffraction.

Highlights

Introduction to diffraction: Waves can bend around obstacles or through openings, a key concept in wave phenomena.

Explanation of wave crests and troughs: Visual representation of waves using blue lines for crests and spacing for wavelength.

Diffraction occurs when the size of the opening is comparable to the wavelength of the wave.

Smaller openings relative to the wavelength result in less diffraction and weaker waves on the other side.

Practical example: Diffraction around a wall when a person shouts and why sound waves can bend but light waves can't due to their different wavelengths.

Sound waves have larger wavelengths, allowing them to diffract around obstacles like walls, while light, with smaller wavelengths, does not.

Radio wave comparison: AM waves have longer wavelengths than FM waves, allowing them to diffract around large obstacles like mountains.

AM radio has better range due to diffraction, whereas FM radio provides clearer sound but struggles with obstacles like mountains.

FM radio wavelength is approximately 3 meters, while AM radio wavelength can be up to 500 meters, making it more effective in diffraction.

The diffraction phenomenon explains why we can hear someone around a corner but not see them.

Diffraction in water waves: How water waves bend when passing through narrow openings.

In experimental settings, diffraction is more pronounced when the size of the opening closely matches the wave's wavelength.

The importance of diffraction in real-life applications such as communication technologies (e.g., radio signals).

Light waves can diffract, but only through very small openings due to their extremely short wavelengths.

Discussion on how diffraction might be tested in exams like the ENEM, emphasizing the need to understand both theory and practical examples.

Transcripts

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e aí pessoal bem vindo ao canal chamo

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físico não metálicos rodrigues que eu

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sou seu professor de física aqui no

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youtube aula de hoje é mais uma aula de

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fenômenos ondulatórios a etapa pelo amor

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de deus só vai ficar explicando que nos

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ambulatórios filho se nos relatórios é

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um dos assuntos que mais caem lehnen

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ondas é um assunto que você tem que

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dominar e é por esse motivo que eu tenho

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que falar bastante se lembra do vídeo

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então que lá vai mais um fenômeno que

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pode ser que caia provem embora paulo

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então

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[Música]

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no físico

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a então vamos lá o vídeo de hoje é de

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mais um fenômeno ondulatório o assunto

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de hoje é de infração primeiro vamos

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começar com a definição de infração é a

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capacidade que uma onda tem de contornar

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vendas e obstáculos

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acredito que vai gostar desse fenômeno

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afinal de contas não há muita conta para

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se fazer aqui apenas fique ligado no

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vídeo que você entenda a ideia e acerte

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a questão na hora da prova o assunto

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esse que já apareceu na prova do enem

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vamos começar então com a situação de

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fendas imagine por exemplo ondas na água

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ok aqui

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representei um obstáculo que possui uma

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abertura uma abertura que de um certo

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tamanho

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vamos entender a representação da onda

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nós temos aqui linhas azuis

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linhas azuis passadas em uma reta

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vermelha reta vermelha indica a direção

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de propagação as ondas na água estão

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indo pra lá de encontro com esse

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anteparo que possui uma fenda nesse

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desenho gosto de pensar da seguinte

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forma é como se a onda na água estivesse

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aqui ó crista vale crista vale crista

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vale crista vale é como se você que tá

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aí vendo de cima cada linha azul dessa

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fosse o topo da onda o ponto mais alto

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entre duas linhas azuis existe um ponto

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mais baixo então as linhas azuis serão

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as cristas

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você sabe que a distância entre uma

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crista e outra é o tamanho da onda é o

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que a gente chama de comprimento de onda

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representado pela letra grega lambida a

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onda na água está propagando se para a

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direita ela tem um certo comprimento de

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onda

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o esperado muitas vezes nesse exercício

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pelos alunos é que o resultado seja o

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seguinte a onda vai passar aqui assim ó

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sofra um bloqueio de uma determinada

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parte mas a parte central consegue

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passar pela fenda dessa maneira

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entretanto riggs discutiu que

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experimentalmente esse não é o efeito

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quando essa onda passa pela fenda ela

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não é simplesmente bloqueada numa parte

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a parte central passa à frente de onda

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que passa pela fenda em algum

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as situações consegue passar contornando

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a fenda e o efeito visual é algo

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parecido com isto aqui ó

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perceba que um resultado é uma onda que

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passa pela fenda e sofre de infração

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contornando a fenda e atingindo pontos

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que estão atrás do anteparo e que nós

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pensaríamos que talvez jamais seriam

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atingidos por essa onda esse fenômeno é

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chamado então de de infração entretanto

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para que ele ocorra existe uma condição

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a de infração será cada vez mais

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acentuada quanto mais próximo o tamanho

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da fenda for do comprimento de onda da

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onda nessa situação perceba que o

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tamanho do comprimento de onda a onda é

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muito próximo tamanho da fenda o que faz

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com que o efeito da infração seja bem

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acentuado se nós tivéssemos uma fenda

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muito pequenininha ou seja muito menor

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do que o comprimento de onda

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praticamente não perceberemos a onda do

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lado de cá a parcela que passaria seria

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muito fraca se a fazenda fosse muito

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grande a onda praticamente não há

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contornaria e passaria direto a infração

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ocorre e lembre-se disso quando o

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tamanho da fenda é da mesma ordem do

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comprimento de onda

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veja esse vídeo que mostra o resultado

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experimental perceba que no na situação

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o comprimento de onda da onda é muito

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próximo o tamanho da fenda e o resultado

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é uma distração considerável nos outros

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casos perceba que o efeito da infração

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se torna bem menos intenso porque agora

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o tamanho da fenda já não é tão próximo

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do tamanho do comprimento de onda a onda

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entretanto de infração não acontece

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apenas com fendas a difração também pode

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acontecer com obstáculos situação em que

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a onda tenta contornar um obstáculo

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o enem já cobrou essa situação na

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seguinte discussão nessa situação nós

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temos um muro que separa duas pessoas

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aqui eu trago o seguinte problema a

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pessoa do lado de cá vai dar um grito

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sabemos que essa pessoa aqui consegue

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escutar essa pessoa entretanto ela não

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consegue

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era outra pessoa porque há um muro na

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frente o que a gente poderia discutir

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sobre infração nesse problema quando a

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pessoa dá um grito existe associado a

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esse problema uma onda sonora atenção o

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comprimento de onda a onda sonora varia

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ficando entre dois centímetros e 20

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metros dependendo se o som é mais agudo

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mais grave

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vamos pegar um valor médio algo em torno

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de seis a dez metros

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é o valor do comprimento de onda muitas

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vezes a nossa fala perceba o comprimento

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de onda do som 6 10 metros é compatível

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com o tamanho do muro não precisa ser

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igual tem que ser da mesma ordem de

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grandeza dessa forma a difração ocorre

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de uma forma bem interessante

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conseguindo assim a onda sonora

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contornar o muro e atingir o tímpano da

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outra pessoa então temos aqui a onda

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sonora logo essa pessoa consegue escutar

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a outra pessoa entretanto veja bem essa

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pessoa está sendo iluminada pelo sol luz

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bate nela e é refletida para que a outra

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consiga vê lá essa luz tem que chegar

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aos olhos dela porém o comprimento de

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onda da luz é da ordem de 10 a menos

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sete metros

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a tensão 10 a menos sete metros não

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precisa saber esse valor mas tem que

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lembrar que é um comprimento de onda

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muito pique tim goss tinha de nada esse

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comprimento de onda não é compatível com

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o tamanho do muro logo a difração não

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ocorre de forma acentuada praticamente

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não a deflação ea luz que sai dessa

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pessoa refletida por essa pessoa não

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contorna um muro para chegar aos olhos

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da outra assim essa escuta mas não

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consegue ver a difração da onda sonora

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portanto explica porque numa casa cheia

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de corredores quartos paredes uma pessoa

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que estava no quarto consegue conversar

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como estava na cozinha porque aonde ela

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vai de fratangelo pela casa contornando

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as fendas as portas e os obstáculos

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agora o aluno poderia perguntar luz

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então não sofre de infração sofre assim

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só que como o comprimento de onda dela é

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muito pequenininho para que ela sofreu a

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infração é preciso uma fenda um

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obstáculo também muito pequeno por isso

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que nessa situação do muro à luz pra

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a mente não sofre infração uma outra

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situação que o enem poderia abordar

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sobre infração bem legal é comparando

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rádio fm com rádio a m t de uma situação

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imagine você está escutando na rádio um

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jogo de futebol do seu time de coração

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eu aqui em belo horizonte por exemplo ao

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escutar a narração do jogo na 98fm

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merda pessoal 91 futebol clube tem a

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manha

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mas quando você passa uma serra quando

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está viajando por exemplo nós aqui de

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belo horizonte passou a serra de

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itabirito aqui perto o sinal de rádio

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geralmente fica ruim e você já não

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consegue mais escutar o jogo aí você

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acaba mudando para uma rádio a emi e

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consegue assim continuar escutando o

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jogo perceba

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estou falando de dois sinais um sinal fm

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e um sinal a emi que têm freqüências

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diferentes

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vamos calcular o comprimento de onda de

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cada uma dessas rádios para efeito de

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conta

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vamos pensar que a rádio fm para ficar

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mais fácil tenha freqüência de 100 mega

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hertz lembrando esse prefixo mega vale

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10 a 6 retz se fosse giga seria 10 a 9

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atenção a esses múltiplos utilizando a

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equação fundamental ver igual a lambda f

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para a rádio fm

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nós temos velocidade com que a onda se

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propaga toda a onda eletromagnética e

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ondas de rádio independência am fm é

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onde eletromagnética se propaga no vácuo

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assim como no ar a gente acaba

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considerando com a velocidade de três

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vezes 10 a 8 metros por segundo

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o comprimento de onda vezes a freqüência

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que é 100 mega que 10 a 6

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portanto fazendo a continha o

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comprimento de onda veja bem 10 a 2 com

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10 a 6 e 10 a 8 e 10 a 8 com 10 a 8 vai

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cortar o comprimento de onda é igual a

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três metros

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esse é um valor médio de comprimento de

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onda para uma rádio fm

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agora vamos pegar uma rádio e me imagino

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uma rádio fm cujo sinal seja de 600

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quilos hertz

play09:17

espero que você já tenha percebido uma

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diferença rádio a emitem freqüência na

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ordem de quilo que 10 a 3 hertz sim

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rádio a emi em freqüência menor

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de fm vamos calcular o comprimento de

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onda dessa rádio utilizando a expressão

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vê igual a lambda efe temos a velocidade

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onde eletromagnética no ar três vezes 10

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a 8 metros por segundo

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o comprimento de onda vezes a freqüência

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600 quilo que 10 a 3

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portanto o comprimento de onda seria

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passa pra cá três vezes 10 a 8

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dividido por seis vezes 10 a 5

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juntei esses dois daqui com esses três

play10:00

daqui 10 a 5

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portanto o comprimento de onda seria de

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500 metros

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verifique que o comprimento de onda da

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rádio a m86 maior do que o comprimento

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de onda da rádio fm

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voltando ao nosso problema perceba que a

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serra a montanha é um obstáculo para a

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propagação dessas ondas que devem

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atingir a antena do seu carro para que

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você possa sintonizados

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entretanto quando eu comparo o tamanho

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da montanha obstáculo com um comprimento

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de onda dessas duas ondas lembrando fm

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três metros ea e 1.500 metros

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o tamanho desse obstáculo da montanha

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está mais próximo de quem sem claro do

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hm 500 metros dessa forma se o

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comprimento de onda da rádio a emi é

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mais próximo do tamanho da serra da

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montanha é ação anda conseguirá de

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fraturar forma mais acentuada que a

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rádio fm e é por esse motivo que ela

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consegue contornar esse obstáculo e

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chegar ao seu carro a fm não consegue

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contornar muito bem por isso não atinge

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o seu carro e você não consegue

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sintonizar durante a viagem legal essa

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diferença então entre a mfm o problema é

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que rádio a emi dada sua produção o

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sinal acaba sendo ruim com muitos ruídos

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ea gente não tem muito o hábito de

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escutar fm acaba tendo uma qualidade de

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sinal melhor mas tem esse detalhe de não

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conseguir contornar montanha

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então é isso fácil essa questão então da

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infração lembre se então de tudo o que

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nós discutimos do vídeo porque esse é um

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assunto que pode aparecer sim na prova

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do enem deste ano espero que tenha

play11:39

gostado do vídeo não esquece da online

play11:41

aqui em baixo e mostrar os seus

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fixo compartilhe os grupos debate zap do

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seu cursinho dos da sua escola não deixe

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se inscrever no canal toda segunda e

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quinta em vídeo novo que imagina se

play11:51

aparece um vídeo de um assunto que você

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não domina e ele cai na prova em espero

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que tenha gostado

play11:56

foi um prazer fiquem com deus e até o

play11:59

próximo vídeo

play12:00

um abraço para na posição

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