Partículas x Ondas

Partículas x Ondas


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Partículas x Ondas
Partículas:
Localizadas
Transmite sinal com a emissão de Massa
Pode se propagar pelo vácuo
Indivisível
Possui posição e velocidade bem definidas
Descreve trajetórias
Ondas:
Espalhadas
Transmissão de energia sem transmissão de massa
Precisa de meio por onde se propagar
Distribuição contínua pelo espaço
Exibe fenômenos típicos como a interferência
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Breve histórico das discussões sobre a natureza da luz
Newton x Huygens (1675 \u2013 1700): partículas x ondas. 
1790 \u2013 1810: Thomas Young (a luz seria um fenômeno relacionado ao movimento vibratório longitudinal de certo éter luminoso que preenchia todo o espaço. Explicou os efeitos usuais de refração e reflexão da luz, mas, num primeiro momento, não conseguiu explicar o fenômeno de difração da luz. Propôs ainda uma lei geral da interferência da luz de uma mesma fonte.
Em 1810: Laplace propôs que a difração poderia ser explicado pela teoria corpuscular da luz.
Ainda em 1810: Malus apresentou outro fenômeno que ocorria com a luz quando era refletida em certos ângulos por uma superfície polida. Chamou este efeito de \u201cpolarização\u201d da luz, o qual não era explicado pela teoria vibratória de Young (devido à sua proposta de a vibração ser longitudinal). 
Resumindo: por volta de 1810, tanto os defensores do modelo ondulatório quanto os defensores da teoria corpuscular da luz não se sentiam derrotados.
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Breve histórico das discussões sobre a natureza da luz
1815 \u2013 1818: Fresnel e Young passaram a trabalhar juntos realizando estudos sobre a difração da luz e propondo que a propagação da vibração do meio ocorria na direção transversal à propagação da onda luminosa. Segundo Gibert (1982), Fresnel \u201clogrou-se provar que a teoria ondulatória permitia explicar a propagação retilínea da luz, as leis de Descartes e os fenômenos de difração\u201d.
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Breve histórico das discussões sobre a natureza da luz
Em 1873, Maxwell divulgou seu \u201cTratado sobre Eletricidade e Magnetismo\u201d \uf0e8 ele já havia sido alertado por Faraday quanto à possibilidade de haver uma íntima ligação entre a luz e fenômenos eletromagnéticos, o que o levou à hipótese de a luz ser uma vibração eletromagnética em que uma das constantes de suas leis (a constante \u201cc\u201d) seria igual à velocidade da luz no vácuo. Em 1880, a Academia de Berlim estipulou um prêmio para quem conseguisse testar essa hipótese.
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Breve histórico das discussões sobre a natureza da luz
1887: Hertz produziu ondas eletromagnéticas com um oscilador, mostrando que essas ondas se deslocavam com a velocidade da luz e que apresentavam propriedades idênticas à da luz quanto à reflexão, à refração, à difração, à polarização e à interferência. 
Vitória do modelo ondulatório.
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Porém,
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Ainda o breve histórico das discussões sobre a natureza da luz
Menos de 20 anos depois dos experimentos de Hertz, Einstein (1905) propõe, sobre o chamado efeito fotoelétrico, que a luz também deveria ter, ao menos enquanto interagia com os elétrons do material do experimento, um comportamento corpuscular (pacotes de energia).
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Não-contradição interna é um dos pilares do desenvolvimento da Física, certo?
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Alguns experimentos que \u201cbagunçam o coreto\u201d:
Efeito Compton (raio-x espalhando elétron);
Interferência pela dupla fenda da luz versus efeito fotoelétrico;
Interferência de elétrons (de Broglie, o filho);
Interferência de moléculas;
Interferência da luz de baixa intensidade em telas fosforescentes (observamos pontos aparecendo na tela, um após o outro, correspondendo a cada fóton sendo detectado de maneira localizada. Porém, esses pontos se agrupam num padrão de intensidade típico de fenômenos de interferência ondulatória. 
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Dualidade onda-partícula
Versão Fraca e versão forte.
Versão fraca: Para qualquer objeto microscópico pode-se realizar um experimento tipicamente ondulatório (como um de interferência), mas a detecção sempre se dá através de uma troca pontual de um pacote mínimo de energia. 
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Comentário:
Ninguém afirmou que os elétrons ou fótons são indivisíveis ou pontuais em sua propagação. Apenas foi afirmado que QUANDO SÃO DETECTADOS, o fazem de maneira indivisível e pontual.
Ninguém afirmou que os objetos quânticos sempre se comportam de maneira ondulatória, mas apenas foi dito que o objeto PODE exibir padrões de interferência, dependendo da montagem experimental. 
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Quatro interpretações da versão fraca da dualidade (para dissipar a contradição)
1) Interpretação Ondulatória (Erwin Schrödinger, John von Newmann) \uf0e8 o objeto quântico sempre é ondulatório (pacotes de onda bem estreitos);
2) Interpretação Corpuscular (Alfred Landé, Leslie Ballentine) \uf0e8 o fóton e o elétron são realmente partículas, não existe onda associada, o padrão de interferência deve ser explicado a partir da interação da partícula com o anteparo que contém as duas fendas;
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3) Interpretação Dualista-Realista (Louis de Broglie, David Bohm) \uf0e8 o objeto quântico possui duas partes: uma partícula com trajetória bem definida mas desconhecida e uma onda associada. A probabilidade da partícula se propagar em uma certa direção depende da amplitude da onda associada;
4) Interpretação da Complementaridade (Niels Bohr) \uf0e8 o fenômeno em questão é essencialmente ondulatório. O aspecto corpuscular observado na detecção se deve ao \u201cpostulado quântico\u201d, proposto por Max Planck e que para Bohr é o FUNDAMENTO da Teoria Quântica. Este postulado afirma que existe uma descontinuidade essencial em qualquer processo atômico.