quarta-feira, 26 de outubro de 2016

OS CAMINHOS DA LUZ - O QUE É DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA?




Fonte: About Phyisics, UFRGS

O princípio da dualidade onda partícula da velha física quântica afirma que matéria e luz exibem os comportamentos de ondas e partículas, dependendo das circunstâncias do experimento. É um tema complexo, mas entre os mais intrigante na física. Veremos agora um pouco da história da luz e a corda de guerra entre a sua natureza dual. 

Dualidade onda partícula na Luz

Em 1600, Christiaan Huygens e Isaac Newton propuseram teorias para o comportamento da luz concorrente. Huygens propôs uma teoria ondulatória da luz, enquanto Newton uma teoria "corpuscular" (partículas) da luz. A teoria de Huygens teve alguns problemas na observação de harmonização. O prestígio de Newton ajudou dar apoio à sua teoria, por isso há mais de um século a sua teoria era dominante.



Surgiram complicações para a teoria corpuscular da luz. A Difração havia sido observado, por um lado, que tinha dificuldade em explicar adequadamente. experimento fenda dupla de Thomas Young resultou em comportamento ondulatório óbvio e parecia apoiar firmemente a teoria ondulatória da luz sobre a teoria de partículas de Newton.


No experimento de Young, uma luz é projetada em duas fendas e em seguida, projetada novamente em um anteparo. Young A figura mostra diferentes espectros de interferência obtidos variando a distância entre as fendas.

Uma onda geralmente tem que propagar através de um meio de algum tipo. 

 O meio proposto por Huygens tinha sido éter luminífero (ou, na terminologia moderna mais comum, éter ). Quando James Clerk Maxwell quantificado um conjunto de equações (chamado leis de Maxwell ou equações de Maxwell ) para explicar a radiação eletromagnética (incluindo a luz visível), como a propagação de ondas, ele assumiu apenas como um éter como meio de propagação, e suas predições eram consistentes com resultados experimentais.

O problema com a teoria das ondas foi a de que a éter nunca tinha sido encontrado. Não só isso, mas as observações astronômicas em aberração estelar por  James Bradley em 1720 tinha indicado éter que teria de ser estacionário em relação a um movimento da Terra. Ao longo de 1800, foram feitas tentativas para detectar o éter ou o seu movimento diretamente, culminando com a famosa experiência de Michelson-Morley . Todos eles não conseguiram realmente detectar o éter, resultando em um enorme debate como o século XX começou. Luz era uma onda ou uma partícula?









Objetivando calcular a velocidade da luz com valores cada vez mais precisos, assim como verificar a existência do éter luminífero cartesiano (ELC) [meio no qual a luz se propaga, segundo a proposta apresentada pelo físico e matemático escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), em 1873 Michelson construiu, em 1881 (American Journal of Sciences 22, p. 120), um interferômetro.

Em 1905 (o ano do milagre), Albert Einstein publicou seu artigo explicando o efeito fotoelétrico, que propôs que a luz viaja em pacotes discretos de energia os quantaA energia contida dentro de um fóton estava relacionada com a frequência da luz. Esta teoria veio a ser conhecida como a teoria do fóton de luz (embora a palavra fóton não foi inventado até anos mais tarde). Com esse trabalho, mais tarde, em 1921, Einstein ganharia o seu Prêmio Nobel de Física.









Com os fótons, o éter já não era essencial, como meio de propagação, embora ainda deixado o paradoxo ímpar na qual o comportamento de onda foi observado. Ainda mais peculiar foram as variações quantum do experimento da fenda dupla e o efeito Compton que pareceu confirmar a interpretação de partículas.



Animação do experimento da dupla fenda. Créditos: Claus.Wimmer



No efeito Compton, assim como no experimento da dupla fenda, verificou-se que, ao emitir um fóton na eletrosfera de um certo material, um elétron seria ejetado para fora da eletrosfera, e um fóton seria espalhado pelo efeito da difração, assim como bolas de bilhar em uma mesa de sinuca.
Como todos estes experimentos foram realizados e evidências acumuladas, as implicações rapidamente se tornaram claras e alarmantes:
"A Luz funciona como uma partícula e uma onda, dependendo da forma como o ensaio é conduzido e quando são feitas as observações."




19 comentários:

  1. Na história da humanidade os estudos resultaram em grandes descobertas, na qual vários físicos determinaram teorias sobre a luz . A luz exibe um comportamento de ondas e partículas, na qual é necessário fazer uma consideração que uma onda é uma perturbação que propaga em um meio. No entanto a uma onda eletromagnética, que a pertubação é do campo elétrico e do campo magnético, que é um argumento que pode explicar a luz. Para alguns físicos a teoria da luz que intriga-os, a luz se comporta ora como onda, ora como partículas. Pois as partículas se comportam como onda em determinadas situações.

    Letícia Garcia 2° "A"

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  2. A disputa entre Huygens e Newton sobre a luz se prolongou por muitos anos , Newton definiu a luz como corpuscular e Huygens como ondulatória , Newton por obter maior prestigio teve sua teoria aceita porem vários anos depois Maxwell realizou o experimento fenda dupla de Thomas Young que mostrou que a luz se comporta como onda , então estaria Newton refutado?
    Varios anos se passaram de novo e Einstein em 1905 publicou seu artigo ''explicando o efeito fotoelétrico'' , o artigo dizia que a luz viaja em pacotes discretos de energia e que a energia contida dentro de um fóton é proporcional a frequência da luz e assim Einstein ajudou Newton na disputa.
    Podemos concluir que Huygens e Newton estavam certos , existe na luz uma dualidade partícula/onda que se mostram dependendo de quando são feitas as observações e da forma como o ensaio é conduzido.

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  3. A disputa entre Huygens e Newton sobre a luz se prolongou por muitos anos , Newton definiu a luz como corpuscular e Huygens como ondulatória , Newton por obter maior prestigio teve sua teoria aceita porem vários anos depois Maxwell realizou o experimento fenda dupla de Thomas Young que mostrou que a luz se comporta como onda , então estaria Newton refutado?
    Varios anos se passaram de novo e Einstein em 1905 publicou seu artigo ''explicando o efeito fotoelétrico'' , o artigo dizia que a luz viaja em pacotes discretos de energia e que a energia contida dentro de um fóton é proporcional a frequência da luz e assim Einstein ajudou Newton na disputa.
    Podemos concluir que Huygens e Newton estavam certos , existe na luz uma dualidade partícula/onda que se mostram dependendo de quando são feitas as observações e da forma como o ensaio é conduzido.

    Aluno: Lucas Henrique Lara da Silva 2 ano A

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  4. Este comentário foi removido pelo autor.

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  5. No texto acima vemos uma teria muito complexa tendo os mais intrigantes da física .Huygens e Newton propôs um teoria uma diferente da outra mas as duas teorias referente a luz, porem Huygens criou uma teoria ondulatória e Newton a corpuscular ou seja partículas da luz .acreditamos que Newton não esperava que sua teoria poderia vir ter complicações pois não tinha possibilidade de ser explicada adequadamente ,vejamos que o experimento fenda dupla apoiou a teoria da luz sobre a de partículas de Newton .Huygens propôs que teria sido éter mas com a propagação de ondas ,decifrou como um éter como meio de se propagar. Mas olha só após observações de James Bradley em 1720 e coma experiência de Michelson-Morley o resultado é que eles não conseguiram detectar o éter .Mas graças a Einstein que propôs uma teoria onde luz viaja em pacotes discretos de energia quanta. Então o éter já não era mais necessário e aquela experiência da fenda dupla pareceu confirmar a interpretação de partículas.

    Dalisson de Oliveira Ribeiro 2 ano C

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  6. O princípio da dualidade da Luz se deu a partir do momento em que foi afirmado pela velha física quântica que a matéria e a luz exibem comportamentos de ondas e partículas dependendo é claro das circunstâncias em que ela se encontra.Mas foi em 1600 que Huygens e Newton propuseram diferentes teorias para o comportamento da Luz, onde Huygens afirma que a luz se dava por meio de ondas(ondulatória).Ja Newton apresentou uma teoria corpuscular(partículas).E apesar das idéias e teorias serem opostas, tanto esses físicos principais,como aqueles que apoiaram suas teorias estão corretos ,porém é importantíssimo lembrar que ambos estão super corretos ,pois,de fato a luz apresenta comportamentos diferentes, dependendo assim do meio que se encontra.
    Aluna:Natiele Nunes dos Santos
    2 Ano"A"

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  7. neste texto agente observa duas teorias da luz uma do famoso newtom outra de young cada un deles defende a sua teoria mais nessa teoria da luz newtom ajuda com suas pesquisas o trabalho de young que se chama ondulatoria nesse trabalho ele uso uma luz em duas fendas cuando ele apriximava os objetos as imagens apareciam juntos mais quando ele separava um pouco mais aparecia nas imagens um monte de fendas que se espalhavam o que quer dizer isso e que quando uma luz e direcionada em um objeto as particulas do objeto se espalham isso o que ele queria mostra pra todos e ele consegui com essa teoria provar isso.
    mais os dois cientistas estavam correto porque a luz sempre apresentara um comportamento diferente assim do meio que se encontra por isso a luz numca vai ficar no mesmo lugar de sempre .
    aluno; nicolas j.s
    serie ; 2 ano c nocturno

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  8. O texto acima se trata do tema que pairou durante muitos anos no ar que era a questão da dualidade onda partícula, que Huygens defendia a ideia de a luz fosse uma onda, mas a teoria de Huygens teve seus problemas devido a observação de harmonização.
    Já Newton defendia a ideai de que a luz fosse corpuscular, tendo a sua ideia aceita por vários anos até Maxwell usar um experimento de Young para provar que a luz tinha características de onda, e por fim Einstein disse que a luz tinha tanto propriedades de onda quanto corpuscular.
    Sendo assim a ideia dos dois físicos eram corretas.
    Aluno: Álan Emanoel 2 ano A

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  9. O texto explica de forma coerente, a decorrente formação de identidade de formação da luz.
    Porém a dualidade da luz, como o próprio nome ja diz, ela pode apresentar duas identidades, dependendo de como se interage com a matéria.
    Contudo a busca pelo conhecimento da luz, despertou o interesse de grandes homens, assim como Isaac Newton, que defendia, que a luz era uma partícula, mas Huygens não concordava com essa tese, e descreveu a teoria ondulatória da luz.
    Nos dias atuais, a teoria quântica da luz defende a dualidade de onda e partícula, pois dependendo da situação a luz comporta-se de diferentes formas, um exemplo é na difração e interferência luminosa, na qual se comporta como onda, porém em outras como partícula.
    Sendo assim Albert Einstein, defende que a ação da luz equivale a uma colisão entre partículas, (fotóns e elétrons).
    Como Einstein afirmou: a luz... é a sombra de Deus.

    Aluna:Luana Charopá Mendes.
    2 ano A matutino.

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  10. Newton e Huygens propuseram teorias para o comportamento da luz concorrente. Huygens propôs a teoria ondulatória e Newton a teoria corpuscular da luz.
    Newton obteve maior privilégio teve sua teoria aceita,já Huygens teve problemas na observação e harmonização de sua teoria. Maxwell realizou o experimento de fenda dupla que é que mostrou que a luz se comporta como onda. As ondas geralmente se propagam através de algum tipo de meio,Einstein diz que o efeito fotoelétrico é a viagem de aluz da em pacotes discretos de energia os quanta,que a energia contida dentro de um fóton estava relacionada com a frequência da luz.
    Newton e Huygens estavam certos, sobre a luz ser uma perticula
    e uma onda,dependendo de como é feito as observações e de como é conduzido o ensaio..

    Aluna: Aline A. Ferreira
    2° ano "B"

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  11. De acordo com o texto é possível analisar que:
    A dualidade onda-partícula, também denominada dualidade onda-corpúsculo ou dualidade matéria-energia, constitui uma propriedade básica dos entes físicos em dimensões atômicas - e por tal descritos pela mecânica quântica - que consiste na capacidade dos entes físicos subatômicos de se comportarem ou terem propriedades tanto de partículas como de ondas.
    tudo isso depende de como elas se interagem com a matéria, sendo que elas podem se propagar de duas formas, sendo assim os conhecimentos sobre foram se desenvolvendo e tomando diferentes rumos chegando a acirrada disputa entre Newton e Huygens, oque se deu a teoria quântica, chegando até Einstein com a descoberta dos fótons e elétrons.

    ALUNO: Walterley Tomicha
    2°ano C

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  12. Com base em conhecimentos aderidos é evidente que a dualidade de partículas-ondas, foi algo bem discutido sendo que a luz pode se propagar das duas formas e isso depende do meio em que se propaga,sendo que essa dualidade transporta energia e não matéria, e como já foi explicado no texto acima e pelos varios textos expostos, para chegarmos hoje na explicação , que se originou no século XVII entre Christiaan Huygens e Isaac Newton, e se deu entre doutores da física, porem já em 19O5 Albert Einstein propôs que a radiação eletromagnética era quantizada, conhecida como fóton. Ele trouxe a ideia de que se a luz é absorvida ou emitida por um corpo, isso irá ocorrer nos átomos do corpo.
    A dualidade partícula-onda é expressa matematicamente relacionando o comprimento de onda associado à matéria em função do momento que a mesma possui.

    ALUNA: Karine Jovio
    2° ano A

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  13. De acordo com a "dualidade da luz" A luz, em determinados momentos, se comporta como uma onda; e, em outros momentos, como partícula. Dizemos que ela apresenta, então, uma dualidade onda-partícula.
    De acordo com dados sobre Newton : Foi por volta de 1704 que Newton apresentou a teoria corpuscular da luz, segundo a qual ela se comportava como se fosse uma partícula. Ele propôs que se a luz fosse realmente uma onda, ela poderia contornar obstáculos, como acontece com o som. Caso a luz fosse uma onda, o fenômeno físico da difração impossibilitaria a formação de regiões de sombra e penumbra.
    Porém Huygens havia lançado a teoria ondulatória da luz. Ele classificou a luz com uma onda, pois achava que a luz vibrava os pontos do meio, da mesma forma que o som o faz.
    E logo mais surge Einstein com o conhecimento sobre fótons e elétrons,
    porem assim podemos afirmar que : quando a luz se propaga no espaço, ela se comporta como onda, mas quando a luz incide sobre uma superfície, passa a se comportar como partícula.

    ALUNA: Elaine T. Cassupá
    2° ano C

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  14. O texto explica a decorrente descoberta sobre a luz.
    Newton com sua teoria definiu a luz como corpuscular(partículas)e Huygens se deu por meio de ondas(ondulatória).
    Depois de Maxwell fazer um experimento de Thomas Young que provou as duas teorias. Entretanto os dois físicos estavam certos,pois existe na Luz uma dualidade partícula e onda.

    Gleiciane M. Lopes Rocha
    2°"A"

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  15. Na história da humanidade alguns estudos resultaram em grandes descobertas.
    Primeiramente,com relação à luz ,estudou-se a possibilidade dela se propagar em linha reta.Mais tarde,Isaac Newton decompõe a luz em várias cores e também consegue demonstrar que várias compõe a luz branca
    Quando se fala em propagação automaticamente considera-se um deslocamento com certa velocidade. Uma onda é uma perturbação que se propaga em um meio.No caso de uma onda eletromagnética a perturbação é do campo elétrico e do campo magnético.

    ALUNO: Josivaldo pachuri.
    2°ano A

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  16. Na velha física quântica o princípio da dualidade afirma que a matéria e a luz exibem os comportamentos de ondas e partículas, dependendo das circunstâncias.
    Ao longo dos tempos o ser humano evoluiu de forma a ter uma sensibilidade para a luz visível. Na historia da humanidade alguns estudos resultaram em grandes descobertas. A luz exibe um tipo de comportamento de ondas e partículas, que é necessário fazer uma consideração que uma onda é uma perturbação que propaga em um meio.
    No ano de 1600, Cristiaan Huygens e Isasc Newton mostraram vários teorias para o comportamento da luz concorrente. Newton defendia a teoria corpuscular (partículas) a luz se comportava como pequenas esferas, sendo constituída por um conjunto de partículas que se refletem elasticamente sobre uma superfície. Já Huygens propôs a teoria ondulatória, a luz era uma onda e explicava de forma significativa a reflexão e a refração da luz
    Em 1905 Albert Einstein descobriu os fótons e elétrons, ele defendei que a ação da luz esta relacionada a colisão entre as partículas.

    Aluna: Anália Maria R. Lopes 2 ano A

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  17. No início , os cientistas gregos acreditavam que o próprio olho fosse a fonte de luz, mas no entanto para todos existem várias fontes de luz ao seu redor, assim como a teoria quântica da luz defende a dualidade de onda e partícula, Newton então supôs que uma partícula que se movesse tão de pressa quanto a luz faria o movimento em linha reta ou propagação em linha.
    Essa hipótese sobre partícula concorda com experiência sobre luz e sombra, o comportamento das paticulas pode explicar diversas propriedades bem conhecida da luz. Sendo assim, a luz funcionando como uma paticula e uma onda em diversas experiências e observações.

    Aluno: Levy Masavi Figueiredo
    Série: 2º Ano A Matutino

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  18. Muitos fisicos fizeram varias teorias sobre a luz pois estudos desses fisicos resultaram em varias descobertas variadas. O comportamento que a luz exibe e de ondas e particulas na qual é necessário fazer uma consideração que uma onda é uma perturbação que propaga em um meio.Contudo a busca pelo conhecimento da luz, despertou o interesse de grandes homens, assim como Isaac Newton, que defendia, que a luz era uma partícula, mas Huygens não concordava com essa tese, e descreveu a teoria ondulatória da luz.Ou seja, os dois fisicos estavam corretos pois a luz como dito lá em cima exibe o comportamento de ondas e particulas dependendo do momento como o estudo foi feito.
    Aluno:Luann Nasser Da Silva
    Serie: 2°A.

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  19. Segundo esse texto Huygens propuseram teorias para o comportamento da luz concorrente. Huygens propôs a teoria ondulatória e Newton a teoria corpuscular da luz .Newton tinha em mente que ,a luz era uma partícula e a luz faria o movimento em linha reta ou propagação em linha, mas Huygens não concordava com essa tese, e descreveu a teoria que afirma que a luz se dava por meio de ondas(ondulatória).Ja Newton apresentou uma teoria corpuscular partículas ondulatória da luz . a dualidade era mais vista como a dupla natureza da luz de se comportar ora como onda, ora como partícula.

    Murilo Pereira Da Silva 2°A

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