• Identificar os pontos da frente de onda que se propaga em um meio.
• Que raio da onda é um artifício matemático usado para representar a direção e sentido de propagação de uma onda.
• Que um feixe de onda corresponde a um conjunto de raios da onda. 

.         Princípios básicos da ótica geométrica.

          Sugerimos que o professor inicie a aula apresentando para a turma a Figura 01 que ilustra a imagem de uma onda na superfície da água. Projete essa figura na tela ou outra similar e comente que é muito comum observarmos ondas sobre a superfície da água. Quando alguma coisa cai ou pula sobre a água, por exemplo, forma uma onda semelhante aquela ilustrada na figura. Pergunte então aos alunos se eles sabem o que é uma frente de onda.

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          Após ouvir alguns comentários e acrescentar suas críticas a eles, deverá então explicar o conceito de frente de onda. Para isso poderá utilizar o esquema A da Figura 02 projetando-a numa tela na própria sala de aulas. Esta figura ilustra o esquema de uma onda circular, semelhante à onda da Figura 01.

Atividade I

          Uma frente de onda é, na física, o conjunto de pontos do meio que são alcançados no mesmo instante pela mesma fase duma onda, linha pontilhada no esquema A da Figura 02. Pelo princípio de Huygens, cada ponto de uma frente de onda, num dado instante, pode ser considerado uma fonte de ondas secundárias, produzidas no sentido de propagação e com a mesma velocidade no meio.

          Informe também que o raio de onda é um artifício matemático importante que fornece a direção e o sentido de propagação da onda no meio, sendo representado por um seguimento de reta orientado, como um vetor, partindo da fonte e perpendicular às frentes de onda.

         Peça aos alunos que reproduza o desenho, esquema A da Figura 02 e trace três raios de onda da onda representada.

• Três raios entre vários possíveis estão traçados no esquema B da figura.

          Após a assimilação do elemento representativo de um raio de onda, o professor deverá explicar que um conjunto de raios da onda forma o que se denomina de feixe de onda. Os feixes de ondas de acordo com a característica que se apresentam são classificados em três tipos: paralelos, divergentes e convergentes, conforme ilustrados respectivamente nos esquemas da Figura 03. O professor, se achar útil, poderá utilizar essa figura para agilizar sua explicação.

Atividade II

          A Figura 04 ilustra o esquema de uma onda plana formada na superfície de uma cuba, ou bandeja, quando numa das beiradas da cuba toca-se com uma régua sobre a superfície da água com determinada freqüência.

          Faça no quadro, o desenho do esquema A da figura ou projete-o numa tela e peça aos alunos que individualmente copie o esquema e trace três raios da onda formada. Depois pergunte como é classificado esse feixe de onda.

·        Os raios estão traçados no esquema B e formam um feixe paralelo.

Pergunte também:

           Que tipo de feixe forma os raios de uma onda formada na superfície da água calma de um lago quando sobre a água joga-se um pequeno objeto?

·        Como no esquema B da Figura 02, os raios são divergentes.

Atividade III

          Considere o esquema da Figura 05 em que simula uma onda plana produzida na superfície da água de um tanque, as linhas azuis representam as cristas da onda que se desloca para a direita. Ao encontrar uma barreira, bate nela e volta, ou seja, sofrem reflexão, linhas em cor vermelha. Explique também que as propriedades da onda se mantêm inalteradas, mesma freqüência, mesma velocidade e mesmo comprimento de ondas, comprimento de onda representado na figura pela letra grega, lâmbida.

          Depois o professor poderá usar a Figura 05, reproduzir esse esquema ou outro esquema equivalente distribuir para os alunos e pedir que em duplas faça o seguinte exercício.

          Com um lápis de ponta fina, ou caneta, trace os raios da onda antes e após refletir na barreira. Na figura há uma linha tracejada N, normal à direção da barreira. Compare os ângulos que os raios de onda traçados formam com essa linha N, reta normal.

• Deverão fazer semelhante ao que está representado na Figura 06. Mesmo não fazendo medidas dos ângulos, percebe-se que são aproximadamente iguais: A_i = A_r. Como já devem ter visto em ótica geométrica, esses ângulos, são os ângulos de incidência e o ângulo de reflexão.
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          Acesse:

Cuba de Ondas

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=32368

Movimento Ondulatório

http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas1/ondulatorio.html

Ondas

http://www.brasilescola.com/fisica/ondas.htm

         Divida a turma em quatro grupos, para que pesquisem em livros textos, biblioteca, internet, e em todos os veículos possíveis, trazer para uma próxima aula o número máximo de exemplos de:

Grupo 1: Fonte de ondas e dizer o tipo da onda gerada.

Grupo 2: Ondas paralelas, ondas convergentes e ondas divergentes.

Grupo 3: Aplicação de conhecimento sobre ondas na área tecnológica.

Grupo 4: Aplicação de conhecimento sobre ondas na área de saúde.