Não é possível demonstrar efeitos de interferência entre luz emitidas por duas lâmpadas de vapor de sódio separadas, mas é possível demonstrar efeitos de interferência entre som emitidos de dois alto falantes que são movidos por osciladores diferentes. Explique o porquê.

Passo 1

O enunciado pergunta por que não conseguimos ver interferência de duas lâmpadas de vapor de sódio separadas, enquanto conseguimos ver interferência de dois alto-falantes que tocam a mesma frequência, mesmo que movidos por osciladores diferentes. O conteúdo aqui é o princípio de interferência de ondas e a condição de coerência entre as fontes.

Passo 2

Para que duas ondas interfiram de forma visível (ou audível), é preciso que elas mantenham uma diferença de fase estável no tempo. Isso se chama coerência. Se as fontes não forem coerentes, a diferença de fase varia tão rapidamente (ou de modo tão aleatório) que as franjas de interferência se borram e deixam de ser observáveis.

Passo 3

No caso das lâmpadas de vapor de sódio, a luz é produzida por emissão espontânea de átomos, cada átomo emitindo com fase e tempo aleatórios. Além disso, a linha espectral de sódio tem uma largura finita, o que reduz o tempo de coerência \tau_c a valores da ordem de 10^{-8} segundos, e o comprimento de coerência \ell_c = c\,\tau_c a centímetros. Como as duas lâmpadas não têm nenhuma relação de fase ou frequência perfeitamente fixa entre si, quaisquer franjas que se formem mudam de posição tão rápido e de modo tão caótico que não conseguimos enxergá-las.

Passo 4

Já no caso dos alto-falantes, mesmo que sejam movidos por dois geradores distintos, é possível ajustar esses osciladores para a mesma frequência com ótima estabilidade e até controlar a diferença de fase inicial. A coerência temporal das fontes sonoras (o tempo durante o qual a fase permanece praticamente constante) é muito maior do que o tempo necessário para ouvir os máximos e mínimos de pressão sonora. Assim, formam-se regiões de reforço e cancelamento do som do jeito esperado, e percebemos claramente os efeitos de interferência acústica.

Resposta

Não conseguimos ver interferência entre lâmpadas de sódio porque elas emitem luz de forma espontânea e com fases aleatórias e banda espectral relativamente larga, o que gera tempo de coerência muito curto e esfumaça as franjas. Em contraste, dois alto-falantes podem ser alimentados por osciladores estáveis de mesma frequência e fase fixa, garantindo coerência suficiente para que a interferência seja observável.

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