Dualidade onda-partícula

Ao longo dos tempos o ser humano e os animais evoluíram de forma a ter uma sensibilidade maior para a luz visível. O estudo dos fenômenos ópticos é fascinante, pois os variados tipos de imagens podem trazer diversos tipos de emoções ao ser humano e mesmo aos animais. Mas a evolução vem da necessidade destes seres obterem informações do meio em que vivem.

Na história da humanidade alguns estudos resultaram em grandes descobertas. Primeiramente, com relação à luz, estudou-se a possibilidade dela se propagar em linha reta. Mais tarde, Isaac Newton decompõe a luz em várias cores e também consegue demonstrar que várias cores compõe a luz branca.

Muitas discussões foram feitas com relação à luz. Quando se fala em propagação automaticamente considera-se um deslocamento com certa velocidade. Mas velocidade do quê? De uma onda ou de uma partícula?

Primeiramente, faz-se necessário fazer algumas considerações:

Uma onda é uma perturbação que se propaga em um meio. No caso de uma onda eletromagnética a perturbação é do campo elétrico e do campo magnético. É um argumento plausível pra explicar a luz.

Mas alguns experimentos realizados no fim do século XIX mudam um pouco essa concepção com relação a este importante ente físico. Entre os mais relevantes, podem ser citados o efeito fotoelétrico, o espalhamento Compton e a produção de raios X.

Quando se faz um experimento com partículas em fenda única, observa-se uma região de máxima incidência de partículas, conforme mostra a figura 01.


Figura 01: as partículas são colimadas por uma fenda e incidem no anteparo formando um padrão de interferência com uma franja apenas.

Fica evidente o caráter ondulatório quando se faz um experimento com fenda de espessura da ordem do comprimento de onda da luz incidente conforme a figura 02.


Figura 02: ao centro, apenas uma franja de intensidade luminosa máxima.

Nestes dois casos se observa a intensidade máxima em uma única região do anteparo.

Quando a onda incide em um colimador com duas fendas observa-se um padrão de interferência com várias franjas. Isto ocorre devido ao fato de que há uma interferência construtiva quando a intensidade máxima da onda da luz emergente de uma fenda coincide com o máximo da onda emergente da outra fenda. Isso ocorre porque há uma diferença de caminho da luz emergente de cada fenda. O mesmo acontece com os mínimos e forma o padrão de interferência da figura 03.


Figura 03: várias franjas de intensidade luminosa máxima no centro.

Quando a mesma experiência é realizada com partículas, o padrão deve ser formado apenas por duas raias de máxima intensidade. Mas não é isto que se observa se a mesma experiência for realizada com prótons, nêutrons ou elétrons. O que se observa é um padrão de interferência! É isto que intriga os físicos: a luz se comporta ora como onda, ora como partícula. E as partículas se comportam como onda em determinadas situações.

tiramos daqui: http://www.infoescola.com/fisica/dualidade-onda-particula/

Instrumentos Ópticos

O objetivo deste trabalho é relacionar os diversos instrumentos ópticos bem como seus mecanismos de convergência – divergência, dentre tantos outros. E também estabelecer as suas diversa funções.


1) LUPA;

A lupa é o instrumento óptico de ampliação mais simples que existe. Sua principal finalidade é a obtenção de imagens ampliadas, de tal maneira que seus menores detalhes possam ser observados com perfeição.

A lupa, também é chamada de microscópio simples e consiste em uma lente convergente, logo, cria imagens virtuais.

Em linhas gerais, qualquer lente de aumento pode ser considerada como uma lupa. Há tipos que constam de um suporte contendo a lente, uma armação articulada, onde é colocada a lâmina que contém o objeto a ser observado e um espelho convergente (o condensador) para concentrar os raios luminosos sobre o objeto. Este deve ser colocado a uma distância da lente, menor que a distância focal da mesma.

Há uma condição para que a imagem formada seja nítida. De acordo com o foco objeto da lente usada como lupa, temos uma distância mínima de visão nítida. Se a lente for colocado próximo a um objeto numa distância menor que a sua distância mínima de visão nítida, a imagem não será visível.


2) LUNETA ASTRONÔMICA;

As lunetas astronômicas são instrumentos ópticos de aproximação, são usadas na observação de objetos muitos distante.

As lunetas astronômicas são instrumentos formados por dois sistemas ópticos distintos: uma lente objetiva de grande distância focal que proporciona uma imagem real e invertida do objeto observado, e uma lente ocular com distância focal menor que proporciona uma imagem virtual e invertida do objeto.

Os dois sistemas são colocados nas extremidades opostos de um conjunto de tubos concêntricos, que se encaixam um nos outros fazendo variar à vontade o comprimento do conjunto a fim de focar melhor objeto a ser observado.

As lunetas de grande porte e alta capacidade de ampliação são dotadas de uma luneta menor pesquisadora, já que as primeiras possuem um campo de visão.

A principal diferença entre as lunetas astronômicas e terrestres é, além do porte, a posição da imagem. Aquelas apresentam a imagem final invertida, e essas apresentam a imagem na posição real do objeto já que possuem um sistemas de lentes adicionais entre a objetiva e a ocular


3) MICROSCÓPIO COMPOSTO;

O microscópio composto, ou simplesmente, microscópio, é um instrumento óptico utilizado para observar regiões minúsculas cujos detalhes não podem ser distinguidos a olho nu.

É baseado no conjunto de duas lentes. A primeira é a objetiva que é fortemente convergente (fornece uma imagem real e invertida) e possui pequena distância focal, fica voltada para o objeto e forma no interior do aparelho a imagem do mesmo. A segunda é ocular também com pequena distância focal, menos convergente que a objetiva, permite ao observador ver essa mesma imagem, ao formar uma imagem final virtual e direita.

Essas lentes são colocadas diametralmente em extremidades opostas de um tubo, formando o conjunto chamado de canhão.

O sistema que permite o afastamento ou aproximação do conjunto ocular – objetiva permite uma melhor visualização do campo observado ao focalizá-lo.


4) CÂMERA FOTOGRÁFICA;

A câmera fotográfica como um instrumento óptico de projeção, se baseia no princípio de que um objeto visto através de uma lente convergente, a uma distância maior que a distância da mesma, produz uma imagem real e invertida, e mais ainda: seu tamanho é inversamente proporcional à distância foco objeto. A lente ou sistema de lente empregada recebe o nome de objetiva.

É importante que a imagem seja projetada sobre o filme, se a mesma se formar antes ou depois do filme teremos uma foto fora de foco. Por isso, ajusta-se as lentes objetivas a fim de que obtenha-se uma imagem nítida.

Quando em foco, a imagem que formada no filme fotográfico é real e invertida.


5) CONCLUSÃO;

Os diversos instrumentos ópticos estão intimamente ligados às nossas vidas. Através de recursos relativamente simples foram capazes de revolucionar a humanidade, seja propiciando prazer e conforto ou mesmo, ajudando aos homens na busca de suas origem ou de um aprimoramento científico.

tiramos daqui: http://www.coladaweb.com/fisica/optica/instrumentos-opticos

Curiosidade: Por que o fio do telefone é enrolado?

O fio enrolado ocupa um espaço pequeno – esticado , ele teria cerca de 3 metros. A questão é que ele não é maior só para você poder bater um papo deitadão no sofá. A outra vantagem do fio enrolado é que ele tem maior resistência à corrente elétrica que passa por ele. É essa resistência maior que, na prática, impede que a voz que você escuta pelo alto-falante do fone seja retransmitida pelo microfone do aparelho. Se isso acontecesse, rolaria um eco incômodo durante a ligação.

Espectro Eletromagnético

O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todos os tipos de radiação eletromagnética, que vai desde as ondas de rádio até a radiação gama. É importante destacar que todas as ondas que compõem o espectro se propagam no vácuo com a mesma velocidade de 3 x 10^8 m/s e podem ser originadas a partir da aceleração de cargas elétricas. A faixa de luz visível ao olho humano também faz parte desse quadro de radiação eletromagnética, no entanto, sua faixa é muito pequena se comparada com a dos outros comprimentos de onda.

No século XIX, o famoso físico James Clerk Maxwell estruturou um conjunto de quatro equações, chamadas de equações de Maxwell, que sintetizou todos os conhecimentos a cerca do assunto do eletromagnetismo que foram adquiridos até aquela época. Por meio dessas equações, Maxwell previu a existência das ondas eletromagnéticas e desde então houve inúmeros progressos com relação aos estudos sobre o eletromagnetismo.

As ondas de rádio

São ondas eletromagnéticas que possuem freqüências baixas, se aproximam de 108 hertz, são utilizadas pelas emissoras de rádio para fazer as transmissões, nesses locais existem circuitos elétricos específicos que provocam a oscilação de elétrons da antena emissora. Os elétrons são acelerados e emitem ondas que são captadas pelas antenas receptoras.

As microondas

São ondas com freqüências mais altas que as das ondas de rádio. Elas possuem freqüências que estão compreendidas entre o intervalo de 108 hertz e 1011 hertz. Na atualidade, essas ondas são amplamente utilizadas no ramo das telecomunicações como também nos aparelhos de microondas.

A radiação visível

São as radiações luminosas, as quais possuem faixa de freqüência compreendida no intervalo entre 4,6 x 10^14 hertz e 6,7 x 10^14 hertz. Elas são muito importantes para os seres humanos, pois estimulam a visão. Essas radiações possuem uma faixa muito pequena se comparada com as outras faixas do espectro eletromagnético.

tiramos daqui: http://www.alunosonline.com.br/fisica/o-espectro-eletromagnetico-/

Por que o céu é azul?

Depois de teorias como: a cor do céu é vermelha , nós que somos daltônicos , e de que o céu é azul porque Deus é homem , encontramos a real razão para o fato.
Sabemos que a luz é formada pela união de várias cores. Ao entrar em contato com a atmosfera, ela espalha-se devido às partículas existentes no ar.
Porém as ondas de cada cor espalham-se de forma diferente, dependendo do seu comprimento. Quanto mais curtas, mais dispersas elas se tornam. O comprimento da onda azul faz com que ela se espalhe o suficiente para dar ao céu a tonalidade que vemos.
Já no final da tarde, o sol ilumina obliquamente, obrigando os raios a fazer um caminho mais longo para chegar à Terra. Tal fato dispersa quase totalmente a luz azul e torna visível a vermelha, que possui um comprimento maior, dando-nos o espetáculo do pôr-do-sol.

tiramos daqui: http://www.jogosbb.com/viewtopic.php?f=40&t=15894

Curiosidade: Por que a água não tem gosto nem cheiro?

A língua e o nariz têm receptores sensoriais, formados por proteínas especiais , que , quando são estimulados , enviam mensagens de gosto ou de cheiro para o cérebro. Mas as papilas gustativas só são estimuladas quando as moléculas de um alimento conseguem fazer vários tipos de ligações químicas com seus receptores. Como a água é formada só por hidrogênio e oxigênio (H2O) , ela só pode fazer ligações a partir desses dois elementos , o que não é suficiente para causar o estímulo do paladar ou do olfato.

Curiosidade: Qual o valor das moedas de 1 centavo em circulação no Brasil?

A moeda de 1 centavo custa para o governo 9 centavos. E a culpa não é das matérias-primas , aço , carbono e cobre , mas sim, de todo o processo de produção. Já as cédulas são mais baratas. Uma nota de 1 real , por exemplo , custa 9 centavos também.