Thread by @lais_lamar

Postando mais um textinho que eu escrevi pra DC do Centro Acadêmico da Física, da UNESP de Guaratinguetá!
Hoje, vamos falar um pouquinho sobre luz. Os questionamentos acerca da natureza da Luz existem desde a Antiguidade. Mas você sabe dizer se a luz é uma onda ou uma partícula?

Primeiro, vamos recordar as características de cada um dos aspectos:

• Partículas:
- ocupam uma posição no espaço
- são dotadas de massa
- têm forma definida
- é fácil determinar sua posição

• Ondas:
- perturbações no espaço
- sem posição definida
- não têm massa
- transportam energia
- estão sujeitas a reflexão, refração, difração,
interferência, etc.

No século XVII, Christiaan Huygens e Isaac Newton tinham ideias opostas sobre a constituição da luz. Para Newton, a luz era um conjunto de partículas, enquanto Huygens afirmava que seria uma onda.

Agora, imagine um molde, sobre uma superfície de papel, onde há duas fendas. Se passarmos tinta nessas fendas, dois riscos surgirão no papel. Mas o que acontece se isso for feito com a luz?

Em 1801, o físico Thomas Young suspeitava, assim como Huygens, que a luz apresentava comportamento ondulatório. Para provar essa hipótese, o físico iluminou um “molde” com duas fendas, para ver como a luz iria sair do outro lado.

Se a luz fosse feita de partículas, como pensava Newton, formaria, assim como a tinta no papel, uma versão iluminada das duas fendas.
Já se fosse uma onda, iria criar um padrão de interferência. Foi justamente isso o que aconteceu na experiência de Young.

Décadas depois, a teoria matemática de James Maxwell previu a existência das ondas eletromagnéticas, comprovada por Heinrich Hertz, 30 anos depois.

Maxwell demonstrou que as oscilações nos campos elétrico e magnético podem se propagar como as ondas mecânicas, num meio invisível chamado éter.

Já no século XX, Albert Einstein e Max Planck afirmaram que a energia luminosa pode ser quantizada, se distribuindo em pequenos pacotes de energia, os fótons. Ainda assim, não era descartada a ideia da luz ser uma onda.

Isso foi trazido à tona em 1923, com Louis de Broglie, que sugeriu a existência de “ondas de partículas”, onde era esperado que partículas subatômicas pudessem apresentar efeitos como a difração e a refração.

A hipótese de Broglie foi confirmada cinco anos depois, pelo experimento de Davisson-Germer, onde os físicos Clinton Davisson e Lester Germer lançaram elétrons num alvo de níquel que podia ser rotacionado, para alterar o ângulo em que o feixe de elétrons incidia sobre o alvo.

O experimento mostrou picos de intensidade para as partículas refletidas em alguns ângulos, em um padrão de interferências construtivas e destrutivas. Dessa forma, conclui-se que os elétrons podiam ser difratados e produzir interferência, como nas ondas eletromagnéticas.

Dessa forma, podemos demonstrar a dualidade onda-partícula, que pode ser explicada pela mecânica quântica, principalmente pela equação de Schrödinger, onde todas as partículas são caracterizadas por uma função de onda.

Assim, da mecânica quântica, temos que a luz pode se comportar simultaneamente como uma partícula ou como uma onda. Essa dualidade pode ser vista microscopicamente, como na imagem abaixo.

A artezinha de início foi feita por mim, para a publicação do Centro Acadêmico da Física:
instagram.com/p/CMYJvbBBBdn/

#FísicaThreadBr