DUALIDADE ONDA

Nota: 9,0
Poderiam ter explorado um pouco mais
as aplicações. De resto: ótimo
FÍSICA MODERNA
DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA
Equipe: Carlos Henrique Borgert, Carlos Henrique Cesconeto, Lucio Rosso,
Matheus Furlanetto e Yuri Omomo.
Professor: Leandro Neckel
Turma: 3002
Data:15/08/2016
INTRODUÇÃO
A natureza da luz gera controvérsias até os dias atuais, a busca por
explicar o funcionamento da luz e do que ela é composta já passou por
diversos cientistas e analisou-se em inúmeros experimentos, com várias teorias
para explicar os seus comportamentos. Hoje a luz é conhecida como uma
onda-partícula, pelo fato de ora comportar-se como onda, ora como partícula,
ou seja, dependendo do experimento ela vai agir como uma partícula de
tamanho desprezível, outrora age como uma onda eletromagnética transversal.
A simples teoria, até então aceita por não haver controvérsias, de que a luz no
vácuo se movimenta a 299 792 458 m/s, e que dependendo da velocidade que
está o observador a variante é o tempo já mostra de que não se trata de uma
onda
eletromagnética
comum.
A
seguir
abordaremos
os
principais
experimentos e cientistas que contribuíram para a definição do que hoje contase como onda-partícula.
DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA
De uma maneira mais exemplificada, pode-se afirmar de que a dualidade da
onda-partícula consiste no comportamento subatômico de um ente físico
apresentar propriedade tanto de onda, como de partícula. A luz, que foi
estudada no ultimo século pro diversos cientistas apresenta essa propriedade,
é uma onda eletromagnética, pois se propaga no vácuo por meio dos campos
eletromagnéticos, pode ser polarizada, fato que reforça mais ainda já que
somente ondas transversais podem ser polarizadas. Além disso é uma
partícula pois se propaga em linha reta e interage nas superfícies de maneira
que partículas atuam. É por conta destes fatores que ela é considera uma
onda-partícula.
Isaac Newton foi um dos primeiros as estudar o fenômeno da luz. Criou
a teoria corpuscular dizendo que a luz era composta por pequenas partículas,
então denominadas fótons, dando o exemplo do muro, que se pode ouvir uma
pessoa falando do outro lado de um muro, pelo motivo de o som ser uma a
onda, e não é possível ver a pessoa do outro lado do muro em razão de a luz
ser uma partícula, também mostrou que a luz branca se decompõe nas cores
do arco-íris, enumerou diversos fatores comprovando sua teoria, mostrou que a
luz sofre refração, e que quando “bate” nos corpos gera uma pressão, mostrou
também que ao interagir com objetos aquecia-os. O fato da luz se propagar em
linha reta condizia com a ideia de partículas tão pequenas que não chocavam
entre si. Em contra partida o físico holandês Christiaan Huygens defendia a
ideia de que a luz era uma onda, ambas teorias tinham bom funcionamento e
explicavam os fenômenos de reflexão e refração.porém a de Newtown era mais
abrangente.
No século XlX Thomas Young realizou o experimento da fenda dupla,
em que submete um raio de luz passando por duas fendas muito pequenas,
nisso é possível analisar no anteparo a sobreposição das ondas, a chamada
interferência construtiva, muito semelhante as ondas d’agua. Neste mesmo
experimento é possível verificar o principio de incerteza de Heisenberg, pois
quanto mais se sabe a posição, menos se sabe sobre o momento. Em 1821
August Frensel reforçou a teoria ondular através da polarização dos raios
luminosos, fenômeno no qual uma onda transversal, que vibra em infinitas
direções, fica somente com uma direção selecionada, fenômeno que
acrescenta ao fato da luz ser uma onda transversal.
No início do século XX, com os experimentos de Max Karl Planck,
realizado com o aquecimento extremo de materiais, este concluiu que: “A
radiação é absorvida ou emitida por um corpo aquecido não sob a forma de
ondas, mas por meio de pequenos “pacotes” de energia.”, estes pacotes foram
denominados de quantum, atualmente conhecido como fóton, o quê reforçou a
teoria de que a luz seria um corpúsculo. Albert Einstein propôs que a luz é
absorvida ou emitida por um determinado corpo, em alguns casos ocorre o
fenômeno foto elétrico, em que elétrons são arrancados de seus átomos devido
ao choque com os fótons. Levando Einstein a ganhar o Prêmio Nobel em 1921.
Com as conclusões de Einstein sobre o efeito fotoelétrico, de que ondas
luminosas possuem características de partícula, Louis de Broglie teve a ideia
contraria que corpos poderiam possuir características ondulatórias, o físico
conseguiu relacionar comprimento de onda com massa, sendo grandezas
inversamente proporcionais, por isso, o caráter ondulatório de objetos que
vemos no dia-a-dia é desprezível, porém, o de partículas subatômicas como
fótons e elétrons é evidente, o quê satisfaz a experiência de Young e ao
mesmo tempo a ideia do quantum.
Com o conhecimento sobre a dualidade onda-partícula, puderam ser
explicados efeitos como o fotoelétrico, qual é extremamente utilizado no dia-adia, á exemplo, TVs de LCD e de plasma, portas automáticas, painéis solares e
até o cinema falado só foram possíveis devido a células fotoelétricas, quais tem
a capacidade de transformar energia luminosa em outros tipos de energia.
FONTES BIBLIOGRÁFICAS
Resnick, Robert; EISBERG, Robert (1979). Física Quântica. Átomos,
Moléculas, Sólidos, Núcleos e partículas. (Rio de Janeiro: Campus).
Rocha, José Fernando M. (2011). Origens e evolução das ideias da
física (Salvador: LTC - Livros Técnicos e Científicos).
Nussenzveig, Herch (1998). Curso de Física básica (São Paulo: Editor Blucher
Halliday, David (2009). Fundamentos de física: volume 4 - Óptica e física
moderna (Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos).
David M. Harrison (: ). «Complementarity and the Copenhagen Interpretation of
Quantum Mechanics».
http://www.infoescola.com/fisica/dualidade-onda-particula/
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/polarizacao-ondas.htm
http://efeitofotoeletricoecompton.webnode.com.br/aplica%C3%A7%C3%A3o/
Série Cosmos: Temporada 1, Episódio 3
https://www.youtube.com/watch?v=lvU8jQxm0dA&list=LL835inCJRCAdPqpzfV
J4K7Q&index=2
https://www.youtube.com/watch?v=bB2J_bGogY0