Difração

O que é difração?

A difração é um fenômeno físico que torna possível as ondas contornarem obstáculos, como barreiras ou fendas, cujas dimensões são comparáveis ao seu comprimento de onda. Nesse fenômeno, as frentes de onda sofrem mudanças em sua direção de propagação. A difração é resultado da interferência das partes da onda entre si.

De acordo com o princípio de Huygens, cada frente de onda é formada por infinitos pontos, que, por sua vez, são capazes de gerar novas ondas. Como uma consequência desse princípio, quando uma onda incide sobre uma fenda ou obstáculo, ela produz novas ondas circulares, gerando um padrão de difração: uma distribuição espacial das ondas caracterizada por regiões de interferência construtiva e destrutiva.

Quais tipos de onda podem sofrer difração?

A difração pode ocorrer tanto em ondas mecânicas, como o som e as ondas formadas em uma corda, quanto em ondas eletromagnéticas, como a luz visível, raios X etc. As ondas do mar também podem ser difratadas caso passem por algum obstáculo cujo comprimento é comparável ao ao comprimento de onda.

Quais são as condições para que ocorra difração?

Para que ocorra a difração das ondas, é necessário que o tamanho da fenda ou do obstáculo seja comparável ao comprimento de onda, ou seja, à distância entre as duas cristas ou vales da onda incidente; no entanto, se o comprimento do obstáculo for muito maior que o comprimento de onda, não ocorrerá difração. A figura a seguir traz um esquema ilustrado sobre a difração:

Na figura acima, ocorre a difração da primeira onda; no segundo caso, no entanto, a onda não sofre difração, uma vez que a fenda é muito maior que o seu comprimento de onda.

Além disso, a intensidade da onda difratada é máxima e mínima em alguns pontos do espaço de acordo com o padrão da difração. Esse padrão depende do formato da fenda ou do obstáculo que difrata a onda e sempre terá um ponto de máximo (interferência construtiva) no centro cercado de mínimos (interferência destrutiva) e máximos, que diminuem de intensidade conforme se distanciam do centro do padrão. Esse comportamento ocorre na difração de qualquer tipo de onda. A figura a seguir traz um padrão de difração gerado por uma fenda unidimensional que difrata uma onda luminosa:

A distribuição das intensidades das ondas difratadas depende do formato da fenda

Exemplos de difração

O som pode sofrer difração ao passar através da fenda de uma porta se o seu comprimento de onda tiver dimensões comparáveis. A luz visível apresenta um comprimento de onda muito pequeno, portanto, para visualizarmos sua difração, é necessária uma fenda extremamente pequena, entre 4.10^-7 m e 5,5.10^-7 m.

A figura a seguir mostra a difração de uma onda do mar ao passar por uma fenda de tamanho comparável. Observe que a onda incidente, aproximadamente plana, transforma-se em uma onda circular:

Aproveite para conferir a nossa videoaula relacionada ao assunto: