A Experiência Das Fendas

Introdução

O presente trabalho surge na sequência da formação de pessoal docente “Fundamentos da Física

Quântica”, organizada pelo Centro de Formação de Associação de Escolas de S. Miguel e Santa Maria,

realizada na Escola Secundária da Domingos Rebelo de 3 a 7 de Setembro de 2012 e ministrada pelo

Professor Doutor José Nunes Ramalho Croca.

Neste trabalho pretendo analisar uma experiência que ao longo dos anos tem sido realizada várias

vezes pela investigação científica, nomeadamente na área da física, e que se chama a experiências

das fendas. Ora, como a realização desta experiência não se cinge apenas a uma época e a um

contexto histórico-científico, além de apresentar a experiência em si, irei abordar um pouco da

história da física de modo a contextualizar o aparecimento das várias experiências das fendas e, por

outro lado, de modo a evidenciar o papel que esta experiência teve na evolução da física.

Assim, o trabalho está organizado em dois capítulos. O primeiro aborda a experiência das fendas, o

contexto científico em que esta foi realizada pela primeira vez e as consequências que daí

resultaram. O segundo é dedicado às mais recentes experiências das fendas, ao contexto em que

surgiram e à interpretação de duas teorias aos resultados dessa experiência.

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A primeira experiência das fendas

A primeira vez que se realizou a experiência das fendas foi em 1800, sob a responsabilidade de um

médico inglês Thomas Young. Por esta razão, esta experiência também é conhecida por “Experiência

das fendas de Young” ou apenas “Experiência de Young”.

Ora, na altura em que foi desenvolvida esta experiência pela primeira vez, o estado de

desenvolvimento da física era muito diferente do estado atual, e não conseguia descrever alguns

fenómenos que se observavam na altura.

A Física em 1800

No século XVIII, a organização e dinâmica dos fenómenos físicos era explicada pela interpretação de

Newton. De acordo com este físico o espaço era tridimensional, absoluto e em repouso e cujos

elementos eram partículas materiais. Era nesse espaço inalterável que ocorriam todos os fenómenos

físicos que eram descritos em termos de uma outra dimensão, o tempo, que também era absoluto e,

além disso, era independente das três dimensões do espaço.

Os fenómenos físicos consistiam em movimentos dessas partículas materiais no espaço, provocados

por uma força que existia entre as partículas e que atuava à distância, a força da gravidade.

Nesta visão do universo, qualquer fenómeno físico tinha uma causa bem definida e provocava um

efeito também ele bem definido. Deste modo, era possível prever o comportamento futuro da

partícula material.

Embora a visão de Newton conseguisse descrever de uma forma bastante satisfatória os movimentos

que se observavam quer na Terra quer no Céu, relativamente a alguns fenómenos luminosos, ela

revelava-se insuficiente. Para Newton a luz era corpuscular, pequenas partículas que se moviam no

espaço em linha reta, a partir de uma fonte. Contudo, essa visão newtoniana não conseguia

descrever o fenómeno da dupla refração que se verificava quando, num cristal de calcite, se fazia

incidir um feixe luminoso. Assim, a realidade ultrapassava a visão de Newton. A luz não poderia ser

um fenómeno corpuscular.

Ora, já nessa altura havia uma outra interpretação da luz. Em 1690, o físico e matemático holandês

Cristiano Huygens, expôs no Tratado da Luz a sua interpretação da luz, onde a concebia como um

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fenómeno ondulatório. Contudo, também esta teoria não conseguia descrever todos os fenómenos

observados, pois sendo a luz uma onda, quando um feixe de luz incidisse num obstáculo, devido à

difração das ondas, ela ultrapassaria esse obstáculo e continuaria a propagar-se. Assim sendo, a

teoria de Huygens não conseguia descrever o fenómeno da sombra.

O “mistério” da luz persistia. A luz nem podia ser um fenómeno corpuscular, nem podia ser um

fenómeno ondulatório. Neste sentido, a experiência de Young revelou ser um acontecimento de

grande importância.

A experiência

A experiencia realizada por Young, consistia em fazer incidir um feixe de luz numa superfície com

uma abertura, de modo a produzir-se o fenómeno da difração. O feixe de luz resultante dessa

difração incidia numa segunda superfície que continha duas aberturas próximas uma da outra, o que

levaria, novamente, ao fenómeno da difração, mas, desta vez, em duplicado. Por fim, os feixes de luz

resultantes dessa segunda e dupla difração chegariam a uma superfície de modo a ele poder analisar

o que se tinha passado durante o percurso efetuado pela luz.

Figura