Uma rede de difração é uma série de aberturas transparentes entre áreas opacas. As venezianas de uma janela satisfazem essa definição? As venezianas produzirão um padrão de difração observável para a luz? E para o som? E para ondas de rádio?
Passo 1
O enunciado define uma rede de difração como uma série de aberturas transparentes intercaladas com áreas opacas (isto é exatamente o que são as venezianas). O conteúdo aqui é difração de Fraunhofer para redes periódicas, cuja fórmula básica é
onde
é o passo da rede (distância entre centros de aberturas),
é o ângulo de máximo de ordem
e
é o comprimento de onda da onda incidente. Para responder, vamos estimar o passo típico de uma veneziana e comparar com os comprimentos de onda da luz visível, do som e das ondas de rádio.
Passo 2
Estimativa do passo
de uma veneziana:
Geralmente as lâminas têm espessura e espaçamento de cerca de ,cm a
,cm. Adotemos
,cm como ordem de grandeza.
Geralmente as lâminas têm espessura e espaçamento de cerca de
Para a luz visível com
,nm temos
logo
. Esse ângulo é tão pequeno que todos os máximos (exceto o
) ficam praticamente sobrepostos ao feixe direto, tornando o padrão impossível de observar a olho nu ou com instrumentos comuns.
Passo 3
Para o som, o comprimento de onda varia com a frequência segundo
com
,m/s.
– Em frequência audível média, digamos ,kHz, temos
,m, muito maior que
,m. Então
– Em frequência audível média, digamos
não há máximos de ordem
. Só existe o máximo central
, ou seja, nenhuma difração distribuída.
– Em ultrassom, ,kHz dá
,m
. Aí o máximo de primeira ordem ocorre em
, mas na prática a geometria e a absorção do ar impedem um padrão visível nítido.
– Em ultrassom,
Passo 4
Para ondas de rádio, típicas faixas de
de
a
,Hz geram
a
,m, ou seja,
. Novamente
para
, logo só vale o máximo
. Assim, não há padrão de difração observável.
Resposta
As venezianas são, em princípio, uma rede de difração (elas têm aberturas periódicas), mas o passo
é muito grande em comparação com
da luz visível, do som audível e das ondas de rádio. Portanto, não se observa padrão de difração para luz nem para som ou rádio (exceto efeitos ínfimos ou em faixas de ultrassom muito específicas, onde
).