Roteiro de Física Experimental II
Experimento 4: Propagação de ondas em uma cuba: frequência, velocidade e comprimento de onda.
Reflexão, refração, difração e interferência de ondas.
1. Objetivos
Estudar as propriedades de propagação de ondas como velocidade, comprimento de onda e
frequência. Estudar os fenômenos de refração, reflexão, difração e interferência, utilizando as imagens
produzidas pelas ondas em uma cuba.
2. Procedimento Experimental
2.1. Materiais
 Cuba
 Estroboscópio
 Gerador de frequências
 Tela para projeção
 Fonte de luz
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Régua
Cartolina
Transferidor
Barreiras de reflexão e refração
Barreiras de difração
2.2. Métodos
Instruções gerais
 Antes de iniciar o experimento, é necessário aplicar detergente nas espumas e nas barreiras refletoras
para evitar q a tensão superficial da água interfira no experimento (utilizar pouco detergente!!)
 Para nivelar o tanque, adicione cerca de 800 ml de água e meça a profundidade nos quatro cantos do
tanque. Ajuste os pés até que as profundidades sejam iguais
 Coloque uma folha de papel debaixo do tanque, assim você será capaz de esboçar as imagens das ondas
que se projetam sobre a folha.
 Para todos os procedimentos, anote o valor da frequência do gerador de ondas
a) Propagação e velocidade das ondas
 Monte o aparato experimental indicado na Figura 1a. O gerador de ondas deve sempre estar levemente
encostado na superfície da água, de forma que a água forme uma curva ascendente no contato com o
gerador (Figura 1b). Certifique-se que o gerador de ondas planas está sempre nivelado com a água, de
forma a produzir ondas uniformes.
a)
b)
Figura 1: a) Cuba com gerador de ondas planas e b) Posição do gerador de ondas
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Ligue a fonte de luz e o gerador de ondas planas na frequência B. Ligue o estroboscópio e ajuste a
frequência para que você consiga observar claramente as ondas projetadas no papel.
Ajuste a amplitude do gerador de ondas para obter um padrão claro de ondas planas.
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Quando a luz incide sobre as ondas e sua imagem é projetada no anteparo, é possível observar regiões
claras e escuras. Identifique quais regiões representam as cristas e quais representam os vales das ondas.
Explique o porquê isso acontece.
Sobre o papel abaixo do tanque, desenhe a posição do gerador de ondas.
Coloque a régua paralela ao plano das ondas e desenhe o padrão observado
Utilizando a régua, determine o comprimento de onda na figura projetada. Meça em 3 posições
diferentes e faça uma média. Anote os dados na Tabela 1.
Utilizando o fator de conversão, calcule o comprimento de onda real e a velocidade de propagação da
onda.
Repita o procedimento para outras frequências diferentes.
As velocidades se alteram com a alteração da frequência?
Tabela 1
Frequência (Hz)
Comprimento de onda (m)
1
2
3
Velocidade de
médio projetado médio real propagação (m/s)
b) Reflexão
 Coloque no meio do tanque uma barreira reta e longa, de modo que a barreira faça um ângulo com o
gerador de ondas. O setup experimental é esquematizado na Figura 2.
Figura 2: Setup do experimento de Reflexão com barreira reta e longa
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Sobre o papel abaixo do tanque, desenhe a posição do gerador de ondas e da barreira.
Coloque a régua paralela ao plano das ondas que chegam à barreira e desenhe as ondas incidentes. Com
uma seta, indique a frente de onda incidente. Repita o procedimento para as ondas refletidas.
Desenhe a linha normal (perpendicular) no ponto de reflexão e meça os ângulos de incidência e de
reflexão utilizando um transferidor
Qual é a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão?
c) Refração
 Coloque o refrator trapezoidal no meio do tanque e a cerca de 5 cm do gerador de ondas (Figura 3).
Adicione água suficiente para que o nível fique acima da extremidade superior do refrator
 Ajuste a amplitude e a frequência do gerador de ondas para que seja possível visualizar o padrão de
difração.
 Marque no papel a posição do gerador de ondas, do refrator, e das ondas incidentes e refratadas
Figura 3. Setup do experimento de refração
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Com uma seta, indique as direções das frentes de ondas incidentes e refratadas.
O que acontece com a direção das frentes de onda que se movem através do refrator trapezoidal?
Quando a onda plana passa de um meio mais profundo para um meio mais raso, sua velocidade aumenta
ou diminui?
d) Difração
Figura 4. Setup do experimento de difração
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Coloque as barreiras longas e retas no meio do tanque a aproximadamente 3 cm de distância entre si e a
5 cm do gerador de ondas planas (Figura 4). Adicione água suficiente para que o nível da água alcance a
metade da altura da barreira
Ligue o gerador de ondas planas e a fonte de luz. Ajuste a frequência do gerador e a amplitude do
gerador de ondas para obter um padrão claro de ondas planas
Desenhe no papel a posição do gerador de ondas e das barreiras. Esboce as frentes de onda que chegam
à barreira e como as ondas se espalham quando passam através da fenda. Após passar pelas barreiras há
mudança na frente de onda?
Altere a largura da fenda para cerca de 1,5 cm e descreva o que ocorre. Houve mudança no padrão de
difração?
Mantenha a mesma largura da fenda de 1,5 cm e aumente a frequência do gerador de ondulação. O que
acontece com o comprimento de onda e com o ângulo de espalhamento?
e) Interferência
 Coloque a barreira menor entre as duas barreiras longas para formar duas aberturas de 2 cm de
comprimento e a 5 cm do gerador de ondas planas (Figura 5). Adicione água suficiente para que o
nível da água alcance a metade da altura das barreiras.
Figura 5: Setup do experimento de interferência
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Ligue o gerador de ondas planas e a fonte de luz. Ajuste a frequência do gerador e a amplitude do
gerador de ondas para obter um padrão claro de ondas planas
Desenhe no papel a posição do gerador de ondas e das barreiras. Esboce as frentes de onda que
chegam na barreira e como as ondas se espalham quando passam através das fendas. Após passar
pelas barreiras há mudança na frente de onda?
Localize e marque as regiões onde as ondas sofrem interferência construtiva e destrutiva.
Cálculo do fator de conversão: