Q35.2 Uma experiência semelhante à realizada por Young com uma fenda dupla também pode ser feita com ondas sonoras? Como você faria essa experiência? O fato de as ondas sonoras serem longitudinais e as ondas eletromagnéticas serem transversais influi na figura de interferência obtida? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta se é possível reproduzir o experimento de Young (fenda dupla) usando ondas sonoras, como montar esse experimento e se o fato de o som ser longitudinal e a luz ser transversal altera a figura de interferência. O conteúdo principal aqui é interferência de ondas, em particular as condições de máximos e mínimos de intensidade que dependem da diferença de caminho e não da natureza vetorial ou escalar da onda.

Passo 2

Para montar o experimento com som você precisa de duas fontes coerentes de mesmo sinal e frequência (ou seja, com fase fixa entre si). Duas formas práticas de conseguir isso são:
  1. Barreira com duas fendas estreitas em uma placa acústica, iluminada por um único alto-falante atrás das fendas.
  2. Dois alto-falantes separados por distância d, ligados ao mesmo gerador de sinal, garantindo fase idêntica.
    Posicione um microfone numa região onde cheguem as ondas vindas das duas “fendas” e varra o ângulo \theta (por exemplo, colocando o microfone sobre um arco circular de raio R). A frequência deve ser tal que o comprimento de onda \lambda esteja na faixa de centímetros a decímetros (por exemplo, som de 1 kHz tem \lambda\approx34 cm no ar).

Passo 3

A diferença de caminho entre as ondas que chegam ao microfone é
\Delta = d\,\sin\theta.
As condições de interferência são as mesmas do caso óptico:
\text{máximo: }\Delta = m\,\lambda,\quad m=0,1,2,\dotsá
\text{mínimo: }\Delta = \bigl(m+\tfrac12\bigr)\lambda,\quad m=0,1,2,\dotsí
Assim você registrará alternância de cristas (máximos de intensidade sonora) e vales (silêncios relativos) conforme \theta varia.

Passo 4

O fato de o som ser uma onda longitudinal e a luz ser transversal não muda a figura de interferência, porque o que importa é a sobreposição escalar das amplitudes e suas fases relativas. Na luz, se as polarizações forem iguais, o padrão de interferência é regido pelas mesmas condições de fase. No som não há polarização vetorial, mas sim uma única “direção” de compressão, de modo que a superposição resulta no mesmo tipo de franjas de intensidade.

Resposta

Sim, o experimento de fenda dupla pode ser feito com ondas sonoras usando duas fendas acústicas ou dois alto-falantes coerentes e um microfone móvel. A interferência segue as mesmas condições
\Delta = d\sin\theta = m\lambda\quad(\text{máximos})\quad\text{e}\quad\Delta = \bigl(m+\tfrac12\bigr)\lambda\quad(\text{mínimos}),áí
e o caráter longitudinal do som não altera o padrão: o fenômeno depende apenas da diferença de fase e não da polarização.

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