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CEDERJ / EXTENSÃO – FÍSICA Uma breve história do mundo dos quanta UNIDADE 1 Erica Polycarpo e Marta F. Barroso – pág. 1 Uma breve história do mundo dos quanta Érica Polycarpo & Marta F. Barroso Um experimento com ondas Se agora a experiência é realizada com ondas –a experiência de Young, que demonstrou a natureza ondulatória da luz– o seu resultado é completamente diferente. Imaginemos a situação da Figura 5: em vez de um revólver disparando balas, colocamos uma fonte puntiforme (muito pequena) de luz que atinge o anteparo sobre o qual há duas fendas pequenas. O princípio de Huygens diz que cada uma das fendas vai se comportar como uma nova fonte puntiforme. Essas duas fontes, correspondentes a cada uma das fendas, vão dar origem a duas ondas em fase. Isso é normalmente mostrado por meio de cubas de ondas. Figura 5: Diagrama de um experimento de fenda dupla com ondas (experimento de Young). Com um detector na frente do anteparo - esse é um outro tipo de detector - que mede a intensidade da luz que atinge cada ponto do anteparo, encontra-se uma figura bem diferente da anterior, quando são emitidas partículas. Essa nova figura –veja a Figura 6- possui máximos e mínimos – regiões iluminadas e regiões não iluminadas. E esses máximos e mínimos, correspondendo a intensidades maiores ou menores de luz, são explicados pela diferença de caminho que a luz, que a onda luminosa, percorre até chegar a esse ponto. CEDERJ / EXTENSÃO – FÍSICA Uma breve história do mundo dos quanta UNIDADE 1 Erica Polycarpo e Marta F. Barroso – pág. 2 Figura 6: Diagrama de um experimento com ondas, mostrando o padrão de intensidade registrado no anteparo. . Na posição de um máximo, como o central, a diferença de caminho percorrida pelas ondas originadas por cada uma das duas fendas é um múltiplo inteiro de comprimentos de onda. E na posição de um mínimo, onde há anulação da intensidade luminosa, a diferença dos caminhos é um múltiplo mais um meio do comprimento de onda. Ou seja, os dois comportamentos, de partícula e de onda, revelam resultados completamente diferentes quando fazemos a experiência de dupla fenda: um feixe de partículas fornece uma probabilidade de encontrar a partícula no detector igual à soma das probabilidades encontradas com apenas cada uma das fendas abertas: 21 PPP += mas com um “feixe de luz”, uma onda luminosa, as intensidades no detector não são somadas, há efeitos de interferência: 21 III +≠
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