O que é a DIFRAÇÃO? | ONDULATÓRIA
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
📚 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.
🔊 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.
📻 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
💡Wave Crest and Trough
💡Wavelength
💡Sound Waves
💡Light Waves
💡ENEM Exam
💡Radio Waves
💡Frequency
💡Electromagnetic Waves
💡Obstacle Size
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
e aí pessoal bem vindo ao canal chamo
físico não metálicos rodrigues que eu
sou seu professor de física aqui no
youtube aula de hoje é mais uma aula de
fenômenos ondulatórios a etapa pelo amor
de deus só vai ficar explicando que nos
ambulatórios filho se nos relatórios é
um dos assuntos que mais caem lehnen
ondas é um assunto que você tem que
dominar e é por esse motivo que eu tenho
que falar bastante se lembra do vídeo
então que lá vai mais um fenômeno que
pode ser que caia provem embora paulo
então
[Música]
no físico
a então vamos lá o vídeo de hoje é de
mais um fenômeno ondulatório o assunto
de hoje é de infração primeiro vamos
começar com a definição de infração é a
capacidade que uma onda tem de contornar
vendas e obstáculos
acredito que vai gostar desse fenômeno
afinal de contas não há muita conta para
se fazer aqui apenas fique ligado no
vídeo que você entenda a ideia e acerte
a questão na hora da prova o assunto
esse que já apareceu na prova do enem
vamos começar então com a situação de
fendas imagine por exemplo ondas na água
ok aqui
representei um obstáculo que possui uma
abertura uma abertura que de um certo
tamanho
vamos entender a representação da onda
nós temos aqui linhas azuis
linhas azuis passadas em uma reta
vermelha reta vermelha indica a direção
de propagação as ondas na água estão
indo pra lá de encontro com esse
anteparo que possui uma fenda nesse
desenho gosto de pensar da seguinte
forma é como se a onda na água estivesse
aqui ó crista vale crista vale crista
vale crista vale é como se você que tá
aí vendo de cima cada linha azul dessa
fosse o topo da onda o ponto mais alto
entre duas linhas azuis existe um ponto
mais baixo então as linhas azuis serão
as cristas
você sabe que a distância entre uma
crista e outra é o tamanho da onda é o
que a gente chama de comprimento de onda
representado pela letra grega lambida a
onda na água está propagando se para a
direita ela tem um certo comprimento de
onda
o esperado muitas vezes nesse exercício
pelos alunos é que o resultado seja o
seguinte a onda vai passar aqui assim ó
sofra um bloqueio de uma determinada
parte mas a parte central consegue
passar pela fenda dessa maneira
entretanto riggs discutiu que
experimentalmente esse não é o efeito
quando essa onda passa pela fenda ela
não é simplesmente bloqueada numa parte
a parte central passa à frente de onda
que passa pela fenda em algum
as situações consegue passar contornando
a fenda e o efeito visual é algo
parecido com isto aqui ó
perceba que um resultado é uma onda que
passa pela fenda e sofre de infração
contornando a fenda e atingindo pontos
que estão atrás do anteparo e que nós
pensaríamos que talvez jamais seriam
atingidos por essa onda esse fenômeno é
chamado então de de infração entretanto
para que ele ocorra existe uma condição
a de infração será cada vez mais
acentuada quanto mais próximo o tamanho
da fenda for do comprimento de onda da
onda nessa situação perceba que o
tamanho do comprimento de onda a onda é
muito próximo tamanho da fenda o que faz
com que o efeito da infração seja bem
acentuado se nós tivéssemos uma fenda
muito pequenininha ou seja muito menor
do que o comprimento de onda
praticamente não perceberemos a onda do
lado de cá a parcela que passaria seria
muito fraca se a fazenda fosse muito
grande a onda praticamente não há
contornaria e passaria direto a infração
ocorre e lembre-se disso quando o
tamanho da fenda é da mesma ordem do
comprimento de onda
veja esse vídeo que mostra o resultado
experimental perceba que no na situação
o comprimento de onda da onda é muito
próximo o tamanho da fenda e o resultado
é uma distração considerável nos outros
casos perceba que o efeito da infração
se torna bem menos intenso porque agora
o tamanho da fenda já não é tão próximo
do tamanho do comprimento de onda a onda
entretanto de infração não acontece
apenas com fendas a difração também pode
acontecer com obstáculos situação em que
a onda tenta contornar um obstáculo
o enem já cobrou essa situação na
seguinte discussão nessa situação nós
temos um muro que separa duas pessoas
aqui eu trago o seguinte problema a
pessoa do lado de cá vai dar um grito
sabemos que essa pessoa aqui consegue
escutar essa pessoa entretanto ela não
consegue
era outra pessoa porque há um muro na
frente o que a gente poderia discutir
sobre infração nesse problema quando a
pessoa dá um grito existe associado a
esse problema uma onda sonora atenção o
comprimento de onda a onda sonora varia
ficando entre dois centímetros e 20
metros dependendo se o som é mais agudo
mais grave
vamos pegar um valor médio algo em torno
de seis a dez metros
é o valor do comprimento de onda muitas
vezes a nossa fala perceba o comprimento
de onda do som 6 10 metros é compatível
com o tamanho do muro não precisa ser
igual tem que ser da mesma ordem de
grandeza dessa forma a difração ocorre
de uma forma bem interessante
conseguindo assim a onda sonora
contornar o muro e atingir o tímpano da
outra pessoa então temos aqui a onda
sonora logo essa pessoa consegue escutar
a outra pessoa entretanto veja bem essa
pessoa está sendo iluminada pelo sol luz
bate nela e é refletida para que a outra
consiga vê lá essa luz tem que chegar
aos olhos dela porém o comprimento de
onda da luz é da ordem de 10 a menos
sete metros
a tensão 10 a menos sete metros não
precisa saber esse valor mas tem que
lembrar que é um comprimento de onda
muito pique tim goss tinha de nada esse
comprimento de onda não é compatível com
o tamanho do muro logo a difração não
ocorre de forma acentuada praticamente
não a deflação ea luz que sai dessa
pessoa refletida por essa pessoa não
contorna um muro para chegar aos olhos
da outra assim essa escuta mas não
consegue ver a difração da onda sonora
portanto explica porque numa casa cheia
de corredores quartos paredes uma pessoa
que estava no quarto consegue conversar
como estava na cozinha porque aonde ela
vai de fratangelo pela casa contornando
as fendas as portas e os obstáculos
agora o aluno poderia perguntar luz
então não sofre de infração sofre assim
só que como o comprimento de onda dela é
muito pequenininho para que ela sofreu a
infração é preciso uma fenda um
obstáculo também muito pequeno por isso
que nessa situação do muro à luz pra
a mente não sofre infração uma outra
situação que o enem poderia abordar
sobre infração bem legal é comparando
rádio fm com rádio a m t de uma situação
imagine você está escutando na rádio um
jogo de futebol do seu time de coração
eu aqui em belo horizonte por exemplo ao
escutar a narração do jogo na 98fm
merda pessoal 91 futebol clube tem a
manha
mas quando você passa uma serra quando
está viajando por exemplo nós aqui de
belo horizonte passou a serra de
itabirito aqui perto o sinal de rádio
geralmente fica ruim e você já não
consegue mais escutar o jogo aí você
acaba mudando para uma rádio a emi e
consegue assim continuar escutando o
jogo perceba
estou falando de dois sinais um sinal fm
e um sinal a emi que têm freqüências
diferentes
vamos calcular o comprimento de onda de
cada uma dessas rádios para efeito de
conta
vamos pensar que a rádio fm para ficar
mais fácil tenha freqüência de 100 mega
hertz lembrando esse prefixo mega vale
10 a 6 retz se fosse giga seria 10 a 9
atenção a esses múltiplos utilizando a
equação fundamental ver igual a lambda f
para a rádio fm
nós temos velocidade com que a onda se
propaga toda a onda eletromagnética e
ondas de rádio independência am fm é
onde eletromagnética se propaga no vácuo
assim como no ar a gente acaba
considerando com a velocidade de três
vezes 10 a 8 metros por segundo
o comprimento de onda vezes a freqüência
que é 100 mega que 10 a 6
portanto fazendo a continha o
comprimento de onda veja bem 10 a 2 com
10 a 6 e 10 a 8 e 10 a 8 com 10 a 8 vai
cortar o comprimento de onda é igual a
três metros
esse é um valor médio de comprimento de
onda para uma rádio fm
agora vamos pegar uma rádio e me imagino
uma rádio fm cujo sinal seja de 600
quilos hertz
espero que você já tenha percebido uma
diferença rádio a emitem freqüência na
ordem de quilo que 10 a 3 hertz sim
rádio a emi em freqüência menor
de fm vamos calcular o comprimento de
onda dessa rádio utilizando a expressão
vê igual a lambda efe temos a velocidade
onde eletromagnética no ar três vezes 10
a 8 metros por segundo
o comprimento de onda vezes a freqüência
600 quilo que 10 a 3
portanto o comprimento de onda seria
passa pra cá três vezes 10 a 8
dividido por seis vezes 10 a 5
juntei esses dois daqui com esses três
daqui 10 a 5
portanto o comprimento de onda seria de
500 metros
verifique que o comprimento de onda da
rádio a m86 maior do que o comprimento
de onda da rádio fm
voltando ao nosso problema perceba que a
serra a montanha é um obstáculo para a
propagação dessas ondas que devem
atingir a antena do seu carro para que
você possa sintonizados
entretanto quando eu comparo o tamanho
da montanha obstáculo com um comprimento
de onda dessas duas ondas lembrando fm
três metros ea e 1.500 metros
o tamanho desse obstáculo da montanha
está mais próximo de quem sem claro do
hm 500 metros dessa forma se o
comprimento de onda da rádio a emi é
mais próximo do tamanho da serra da
montanha é ação anda conseguirá de
fraturar forma mais acentuada que a
rádio fm e é por esse motivo que ela
consegue contornar esse obstáculo e
chegar ao seu carro a fm não consegue
contornar muito bem por isso não atinge
o seu carro e você não consegue
sintonizar durante a viagem legal essa
diferença então entre a mfm o problema é
que rádio a emi dada sua produção o
sinal acaba sendo ruim com muitos ruídos
ea gente não tem muito o hábito de
escutar fm acaba tendo uma qualidade de
sinal melhor mas tem esse detalhe de não
conseguir contornar montanha
então é isso fácil essa questão então da
infração lembre se então de tudo o que
nós discutimos do vídeo porque esse é um
assunto que pode aparecer sim na prova
do enem deste ano espero que tenha
gostado do vídeo não esquece da online
aqui em baixo e mostrar os seus
fixo compartilhe os grupos debate zap do
seu cursinho dos da sua escola não deixe
se inscrever no canal toda segunda e
quinta em vídeo novo que imagina se
aparece um vídeo de um assunto que você
não domina e ele cai na prova em espero
que tenha gostado
foi um prazer fiquem com deus e até o
próximo vídeo
um abraço para na posição
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