O trombone de Quincke é um dispositivo experimental utilizado para demonstrar o fenômeno da interferência de ondas sonoras. Uma fonte emite ondas sonoras de determinada frequência na entrada do dispositivo. Essas ondas se dividem pelos dois caminhos (ADC e AEC) e se encontram no ponto C, a saída do dispositivo, onde se posiciona um detector. O trajeto ADC pode ser aumentado pelo deslocamento dessa parte do dispositivo. Com o trajeto ADC igual ao AEC, capta-se um som muito intenso na saída. Entretanto, aumentando-se gradativamente o trajeto ADC, até que ele fique como mostrado na figura, a intensidade do som na saída fica praticamente nula. Desta forma, conhecida a velocidade do som no interior do tubo (320 m/s), é possível determinar o valor da frequência do som produzido pela fonte.
O valor da frequência, em hertz, do som produzido pela fonte sonora é
O trombone de Quincke é um dispositivo que demonstra a interferência de ondas sonoras. O som se divide em dois caminhos (ADC e AEC) e se reencontra na saída C. Quando os dois caminhos têm o mesmo comprimento, as ondas chegam em fase e ocorre interferência construtiva (som intenso). Quando o trajeto ADC é aumentado gradativamente, chega-se a um ponto em que as ondas chegam com defasagem de meio comprimento de onda e ocorre interferência destrutiva (som nulo).
A condição para o primeiro mínimo de interferência (som nulo) é que a diferença de caminho entre os dois trajetos seja igual a meio comprimento de onda:
\Delta L = ADC - AEC = \frac{\lambda}{2}
Pela figura, o trajeto ADC foi aumentado de modo que a diferença de percurso resultante é \Delta L = 20 \text{ cm} = 0{,}20 \text{ m}. Portanto:
\frac{\lambda}{2} = 0{,}20 \text{ m} \Rightarrow \lambda = 0{,}40 \text{ m}
Usando a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda (v = f \cdot \lambda):
f = \frac{v}{\lambda} = \frac{320}{0{,}40} = 800 \text{ Hz}
As demais alternativas correspondem a valores obtidos ao considerar diferenças de caminho incorretas ou ao confundir o comprimento de onda inteiro com a metade. A chave está em reconhecer que a interferência destrutiva exige \Delta L = \lambda/2, e não \lambda.
Todas as questões do ENEM · Simulado ENEM — questões com gabarito e explicação, grátis e sem cadastro.
