O experimento da dupla fenda é um dos experimentos mais famosos da física quântica, que foi originalmente realizado por Thomas Young em 1801 e depois aprimorado por diversos outros cientistas ao longo dos anos.
O experimento é uma demonstração clássica da natureza ondulatória da luz, mas também tem implicações importantes para a mecânica quântica.
O experimento consiste em uma fonte de luz que emite fótons (partículas de luz) que passam por duas fendas estreitas em uma placa opaca. Os fótons atravessam as fendas e atingem um anteparo (tela) localizado a certa distância das fendas.
Quando a luz atinge o anteparo, ela forma um padrão de interferência, que consiste em faixas claras e escuras alternadas. Este padrão é semelhante ao padrão de ondas produzido quando se joga duas pedras em um lago, com as ondas que se propagam a partir dos pontos de impacto se cruzando e produzindo áreas onde elas se reforçam (as faixas claras) e áreas onde elas se cancelam (as faixas escuras).
A explicação clássica para esse padrão de interferência é que a luz é uma onda eletromagnética, e as duas fendas atuam como fontes separadas de ondas que se propagam em direção ao anteparo. Quando as ondas se cruzam, elas interferem umas com as outras, produzindo as faixas de interferência.
No entanto, o experimento da dupla fenda também tem implicações importantes para a mecânica quântica. Em 1909, o físico francês Louis de Broglie propôs que as partículas, como elétrons, fótons e átomos, também têm uma natureza ondulatória. Isso significa que eles exibem um padrão de interferência quando passam por duas fendas estreitas, assim como a luz. Isso foi posteriormente confirmado experimentalmente, o que significa que a dualidade onda-partícula é uma característica fundamental da mecânica quântica.
No entanto, a explicação quântica para o padrão de interferência é mais complexa do que a explicação clássica. Segundo a interpretação de Copenhague da mecânica quântica, a partícula não tem uma posição definida antes de ser medida, mas sim uma distribuição de probabilidade. Quando a partícula passa pelas fendas, sua função de onda se propaga como uma onda de probabilidade e interfere consigo mesma, produzindo o padrão de interferência no anteparo. Isso significa que, até ser medida, a partícula não tem uma posição definida, mas está em um estado de superposição quântica.
Em resumo, o experimento da dupla fenda é um dos experimentos mais importantes da física, pois demonstra a natureza ondulatória tanto da luz quanto das partículas, e tem implicações importantes para a mecânica quântica. O experimento desafia a nossa intuição e nos ajuda a compreender melhor o mundo em que vivemos.
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Um abraço,
Christina Matias e Léia Estevão
Fundadoras da Quantic Flora