PARTICULAS OU ONDAS?
Propaganda
ÓPTICAGEOMÉTRICA GEOMÉTRICA ÓPTICA PAULO SÉRGIO Luz PARTICULAS OU ONDAS? Isaac Newton (1642 – 1727) Defensor da teoria corpuscular da luz. Explicava: a refração e a reflexão da luz a propagação retilínea a formação de sombras LUZ PARTÍCULAS OU ONDAS? • Newton acreditava que na refração a luz era atraída pelo meio mais denso, água, vidro, etc. e quanto mais denso o meio maior a atração e, portanto, maior o desvio. • Também, para Newton, a velocidade da luz em meios mais densos era maior, assim como ocorre com o som. Luz PARTICULAS OU ONDAS? • A Física Newtoniana desenvolveu-se e tornou-se predominante no Século 18. • A teoria corpuscular da luz era uma parte fundamental desta Física. • A Física newtoniana tornou-se o paradigma da ciência por mais de 200 anos. Luz PARTICULAS OU ONDAS? Thomas Young , em 1801, com a experiência das duas fendas reforça a teoria ondulatória da luz. Descobre os princípios da “interferência” da luz. Thomas Young 1773 - 1829 I – Interferência destrutiva II – Interferência construtiva. Luz PARTICULAS OU ONDAS? Experiência de 2 fendas de Thomas Young Projeta-se no anteparo Padrão de interferência construtiva e destrutiva EXPERIMENTO DE YOUNG - 1801 THOMAS YOUNG (1773 -1829) – MÉDICO E FÍSICO INGLÊS FIGURAS DE INTERFERÊNCIA ENFATIZAM O CARÁTER ONDULATÓRIO DA LUZ O MELHOR EXEMPLO DE UMA FONTE COERENTE É A LUZ L.A.S.E.R. FIGURA DE INTERFERÊNCIA PARA A LUZ LASER Luz PARTICULAS OU ONDAS? • Luz é onda eletromagnética transversal • c = λ.f → cvácuo = 300.000 km/s • 4,3 x1014 Hz < f < 7 x 1014 Hz ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Luz PARTICULAS OU ONDAS? Luz PARTICULAS OU ONDAS? Hertz descobre o efeito fotoelétrico, em que a luz, quando incide em metais arranca elétrons desses metais. Heinrich Rudolf Hertz 1857 - 1894 Luz PARTICULAS OU ONDAS? EFEITO FOTOELÉTRICO No entanto, a energia com a qual os elétrons saíam não dependia da quantidade de luz. Assim, uma lâmpada vermelha muito intensa não produzia a ejeção de elétrons do metal com mais energia cinética do que uma luz violeta de intensidade mais baixa (no entanto a freqüência da luz violeta é maior que da luz vermelha). Portanto, esse efeito é mais observável com luz violeta e ultravioleta Maior freqüência da luz incidente maior a energia cinética dos fotoelétrons EFEITO FOTOELÉTRICO Luz PARTICULAS OU ONDAS? Explicação da emissão instantânea dos fotoelétrons no efeito fotoelétrico. Explicável se a luz fosse constituída de partículas que transferissem energia durante as colisões com os elétrons. A teoria ondulatória da luz não explica o efeito fotoelétrico! Pois não estabelece nenhuma relação entre a freqüência de uma onda e a energia que ela transporta. Luz PARTICULAS OU ONDAS? A origem da mecânica quântica Formulou a hipótese do “pacote” ou “quantum” de energia. Max Planck 1838 - 1947 A energia não varia continuamente, mas em pacote ou quantum de energia: E = h.f, ou seja, a energia se manifesta em quantidades que são sempre um múltiplo de uma certa quantidade muito pequena, um pacote de energia ou quantum de energia Luz PARTICULAS OU ONDAS? A teoria fotônica da luz. Albert Einstein 1879 - 1955 Em 1905, Einstein explica o Efeito Fotoelétrico. Postula que a luz é composta de “partículas de radiação” ou “pulsos eletromagnéticos” chamados “fótons” Efoton = h.f. Fótons não têm massa. Fótons são “partículas” de energia. Luz é energia pura! Luz PARTICULAS OU ONDAS? Explicação de Einstein para o Efeito Fotoelérico. Energia do fotoelétron = h.f – W W = energia para vencer a barreira de potencial. Depende do material. Afinal, a Luz é Onda ou Partícula? • Depende do fenômeno estudado. • A luz se comporta como onda ou como partícula. • Dessa forma, não se deve dizer o que a luz é, mas sim como ela se comporta. • A luz e as demais radiações eletromagnéticas não devem ser descritas por apenas um único modelo teórico. A interferência e difração de luz, por exemplo, só podem ser explicadas pelo modelo ondulatório. Já o efeito fotoelétrico, só pode ser explicado pelo modelo quântico das partículas denominadas fótons. Os dois modelos são necessários e se complementam
