terça-feira, fevereiro 28, 2012

Física Quântica para todos (5)

Prezados estudantes e curiosos sobre Física Quântica. Vamos começar o post de hoje fazendo uma pequena revisão do que já foi visto até agora.


1) Já vimos que o nome "quântica" vem da quantização da energia. A energia do sol, por exemplo, chega a nós em vários minúsculos pacotinhos de energia chamados de quantum (plural de quantum - quanta);

2) Vimos que Einstein usou a ideia da quantização da energia, proposta por Max Planck, para explicar o efeito fotoelétrico. Einstein explicou o fenômeno mostrando que a luz pode ser entendida como um feixe de fótons (as partículas de luz) e que a energia que cada fóton carrega é proporcional a frequência de vibração da luz. Sendo assim, o fóton da luz azul por exemplo, carrega uma energia maior que o da luz vermelha, já que a luz azul tem uma frequência de vibração maior que a luz vermelha.

3) Já que a luz, que era vista como uma onda na física clássica,  agora podia tb ser vista como partículas, será que as partículas tb não poderiam ser vistas como onda??! Sim! A resposta é afirmativa. As partículas, como o elétron, por exemplo, tb apresentam comportamento ondulatório.
Vimos a experiência da fenda dupla, onde um elétron se divide e passa pelas duas fendas ao mesmo tempo!! Ele não poderia fazer isso sendo uma partícula. O elétron se comporta como onda!!

4) O Princípio da Complementaridade atesta a natureza dual da matéria, ou seja, as partículas quânticas são dualidades onda-partícula. Às vezes elas "aparecem" como onda e às vezes como partículas. Na verdade se elas vão se mostrar como onda ou como partículas depende do tipo de experimento que montamos!

Uma das coisas mais estranhas na física quântica, é que o elétron antes de ser observado, ou medido, é uma onda de possibilidades, estando em todos os lugares ao mesmo tempo. No momento da medida, ou da observação, dizemos que o elétron colapsa, a onda de possibilidades colapsa em apenas um resultado.


Na figura acima um elétron é emitido por uma fonte. Antes da detecção o elétron se espalha numa onda de possibilidades e está potencialmente em todos os lugares ao mesmo tempo. Ao passar pelos detectores A e B, o elétron só pode ser encontrado ou em A ou em B.

O colapso da função de onda (como vimos o elétron antes da medida é descrito por uma função de onda), é um dos postulados da  mecânica quântica. No momento da medida, o observador colapsa as infinitas possibilidades para apenas um resultado.

Alguma dúvida? rs
Claro que existem dúvidas, não é gente? É tudo muito novo e diferente de nosso senso comum. Mas aos poucos vamos nos familiarizando com esse louco mundo da física quântica.

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