Física
O caráter dual da luz
Borges e Nicolau
O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas.
O caráter ondulatório da luz ficou plenamente estabelecido quando o físico escocês John Clerk Maxwell (1831-1879) formulou a teoria ondulatória eletromagnética, considerando a luz uma onda eletromagnética.
A teoria ondulatória justifica muitos fenômenos que ocorrem com a luz, como é o caso da interferência e da difração.
No entanto, o efeito fotoelétrico explicado por Einstein considera a luz como um fluxo de ?partículas? ou ?corpúsculos?, denominados fótons.
Ao colidir com a superfície de um metal as "partículas de luz" (fótons)podem "arrancar" elétrons desta superfície. Esse fenômeno é chamado de efeito fotoelétrico, resultando da colisão entre duas ?partículas?, o fóton e o elétron.
A luz apresenta, portanto, dupla natureza: ondulatória e corpuscular, comportando-se como onda eletromagnética ou como fluxo de partículas, conforme o fenômeno estudado.
É esse o caráter dual de luz.
Como a luz pode se comportar como onda ou como ?partícula?, o físico francês Louis De Broglie (1892?1987) apresentou, em 1924, a seguinte hipótese: partículas também possuem propriedades ondulatórias.
O comprimento de onda associado à partícula, denominado comprimento de onda de De Broglie, é dado por:
Dados: massa do elétron m = 9,11.10-31 kg
constante de Planck h = 6,63.10-34 J.s.
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
Uma bola de futebol se desloca com velocidade 10 m/s. Calcule o comprimento de onda de De Broglie associado à bola.
Dados: massa da bola de futebol m = 400 g
constante de Planck h = 6,63.10-34 J.s.
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Exercício 4:
Retome os dois últimos exercícios anteriores. Por meio dos valores dos comprimentos de onda associados ao elétron e à bola de futebol, explique por que não se pode observar efeitos ondulatórios, como a difração, para objetos em escala macroscópica.
Resolução: clique aqui
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Em determinados fenômenos, a luz apresenta natureza corpuscular e em outros, natureza ondulatória. É o caráter dual da luz. 37ª aula O caráter dual da luz Borges e Nicolau O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria...
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18ª aula - 2º semestre O caráter dual da luz Borges e Nicolau O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas. O caráter ondulatório...
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O caráter dual da luz Borges e Nicolau O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas. O caráter ondulatório da luz ficou plenamente...
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O caráter dual da luz Borges e Nicolau Exercício 1:Analise as proposições: I) Em determinados fenômenos a luz apresenta natureza ondulatória e, em outros, corpuscular. É o caráter dual da luz. II) Os fenômenos da interferência da luz, da difração...
Física
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O caráter dual da luz
Borges e Nicolau
O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas.
O caráter ondulatório da luz ficou plenamente estabelecido quando o físico escocês John Clerk Maxwell (1831-1879) formulou a teoria ondulatória eletromagnética, considerando a luz uma onda eletromagnética.
A teoria ondulatória justifica muitos fenômenos que ocorrem com a luz, como é o caso da interferência e da difração.
No entanto, o efeito fotoelétrico explicado por Einstein considera a luz como um fluxo de ?partículas? ou ?corpúsculos?, denominados fótons.
Ao colidir com a superfície de um metal as "partículas de luz" (fótons)podem "arrancar" elétrons desta superfície. Esse fenômeno é chamado de efeito fotoelétrico, resultando da colisão entre duas ?partículas?, o fóton e o elétron.
A luz apresenta, portanto, dupla natureza: ondulatória e corpuscular, comportando-se como onda eletromagnética ou como fluxo de partículas, conforme o fenômeno estudado.
É esse o caráter dual de luz.
Como a luz pode se comportar como onda ou como ?partícula?, o físico francês Louis De Broglie (1892?1987) apresentou, em 1924, a seguinte hipótese: partículas também possuem propriedades ondulatórias.
O comprimento de onda associado à partícula, denominado comprimento de onda de De Broglie, é dado por:
A quantidade de movimento m.v evidencia o caráter corpuscular, enquanto o comprimento de onda ? evidencia o caráter ondulatório.
Em 1927 cientistas dos laboratórios Bell, nos Estados Unidos, constataram um fenômeno até então considerado exclusivamente ondulatório: a difração de elétrons. Conclui-se, então, que partículas também apresentam propriedades ondulatórias, o que confirma hipótese formulada por Louis De Broglie.
Exercícios básicos
Exercício 1:
Analise as proposições:
I) Em determinados fenômenos a luz apresenta natureza ondulatória e, em outros, corpuscular. É o caráter dual da luz.
II) Os fenômenos da interferência da luz, da difração e o efeito fotoelétrico são explicados pela natureza ondulatória da luz.
III) Partículas, como os elétrons, também possuem propriedades ondulatórias.
Tem-se:
a) só I) é correta;
b) só II) é correta;
c) só III) é correta;
d) só I) e III) são corretas;
e) I), II) e III) são corretas.
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Exercício 2:
Um elétron se desloca com velocidade 3,0.106 m/s. Determine o comprimento de onda de De Broglie associado ao elétron.Dados: massa do elétron m = 9,11.10-31 kg
constante de Planck h = 6,63.10-34 J.s.
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Exercício 3:
Uma bola de futebol se desloca com velocidade 10 m/s. Calcule o comprimento de onda de De Broglie associado à bola.
Dados: massa da bola de futebol m = 400 g
constante de Planck h = 6,63.10-34 J.s.
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Exercício 4:
Retome os dois últimos exercícios anteriores. Por meio dos valores dos comprimentos de onda associados ao elétron e à bola de futebol, explique por que não se pode observar efeitos ondulatórios, como a difração, para objetos em escala macroscópica.
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Em determinados fenômenos, a luz apresenta natureza corpuscular e em outros, natureza ondulatória. É o caráter dual da luz. 37ª aula O caráter dual da luz Borges e Nicolau O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria...
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18ª aula - 2º semestre O caráter dual da luz Borges e Nicolau O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas. O caráter ondulatório...
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O caráter dual da luz Borges e Nicolau Exercício 1:Analise as proposições: I) Em determinados fenômenos a luz apresenta natureza ondulatória e, em outros, corpuscular. É o caráter dual da luz. II) Os fenômenos da interferência da luz, da difração...