Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

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Interferência em óptica de ondas


Interferência é um conceito central no campo da óptica de ondas. É um fenômeno que ocorre quando duas ou mais ondas de luz se sobrepõem e se combinam para formar um novo padrão de intensidade de luz. É uma consequência natural da natureza ondulatória da luz e é um dos muitos fenômenos que demonstram claramente o comportamento semelhante a ondas da luz.

O que é interferência? Em termos simples, quando duas ondas se encontram, elas interagem uma com a outra. Essa interação é conhecida como interferência. O princípio da superposição afirma que quando duas ou mais ondas se sobrepõem em um ponto, o deslocamento da onda resultante é a soma dos deslocamentos das ondas individuais. Existem dois tipos principais de interferência: interferência construtiva e interferência destrutiva.

Interferência construtiva

A interferência construtiva ocorre quando dois picos de onda se encontram, produzindo uma nova onda de amplitude aumentada. Em outras palavras, as ondas se somam. Aqui está uma fórmula simples de código explicando a interferência construtiva:

( I = I_1 + I_2 + 2sqrt{I_1 cdot I_2}cosPhi )

Onde:

  • I é a intensidade resultante da luz
  • I_1 e I_2 são as intensidades das ondas individuais
  • Phi é a diferença de fase entre as duas ondas

A interferência construtiva geralmente ocorre quando a diferença de fase é um múltiplo par de Phi pi (ciclos completos de onda se sobrepõem).

Interferência destrutiva

A interferência destrutiva ocorre quando um pico de onda atinge um vale de onda. Isso resulta em uma redução na amplitude das ondas ou até mesmo no cancelamento completo delas. Pode ser representado matematicamente da seguinte forma:

( I = I_1 + I_2 - 2sqrt{I_1 cdot I_2}cosPhi )

A interferência destrutiva ocorre quando a diferença de fase é um múltiplo ímpar de Phi pi (os meios ciclos de onda estão fora de fase).

Explorando a intervenção visualmente

Considere duas ondas que são representadas da seguinte maneira:

Onda 1: y(_1) = A(_1)sin(ωt + kx)
Onda 2: y(_2) = A(_2)sin(ωt + kx + (Phi))

A onda resultante em qualquer ponto pode ser expressa como:

y = y(_1) + y(_2)

Representado visualmente, as ondas interferentes parecem algo assim:

No svg acima, as linhas azul e vermelha representam as duas ondas, enquanto a linha verde tracejada mostra a onda resultante devido à interferência.

Experimento de dupla fenda de Young

Talvez a demonstração mais famosa da interferência da luz seja o experimento de dupla fenda de Young, realizado por Thomas Young no início do século XIX. Neste experimento, a luz é projetada através de duas fendas próximas, e o padrão de luz resultante é observado em uma tela.

Young descobriu que, em vez de dois pontos de luz na tela, havia muitas franjas claras e escuras. Este padrão é evidência da interferência das ondas de luz. As áreas claras eram áreas de interferência construtiva, enquanto as áreas escuras mostravam interferência destrutiva.

Este experimento pode ser resumido pela fórmula de interferência para franjas brilhantes:

d sin theta = mlambda

E para as bordas escuras:

d sin theta = (m + 0.5)lambda

Onde:

  • d é a distância entre as fendas
  • theta é o ângulo das franjas a partir do máximo central
  • m é a ordem da franja (inteiro)
  • lambda é o comprimento de onda da luz

Aplicações no mundo real

A interferência não é apenas um fenômeno de laboratório. Ela possui muitas aplicações práticas:

  • Revestimentos anti-reflexo: Filmes finos aplicados a lentes e óculos utilizam interferência destrutiva para reduzir reflexos.
  • Holografia: Esta técnica depende da interferência da luz para criar imagens tridimensionais altamente detalhadas.
  • Interferência em filmes finos: Os padrões coloridos vistos em derramamentos de óleo ou bolhas de sabão resultam da interferência da luz.

Nesta ilustração, as duas ondas coloridas representam múltiplas reflexões dos filmes finos, e o padrão de ondas tracejadas mostra o possível padrão de interferência resultante.

Conclusão

Compreender a interferência em óptica de ondas é importante para qualquer pessoa que estude física ou áreas relacionadas. Este conceito mostra como as ondas interagem e como essas interações dão origem a vários padrões observáveis. A interferência não só melhora nossa compreensão da natureza da luz, mas também impulsiona a tecnologia e a inovação em indústrias como óptica, fotografia, cinema, etc.


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