A experiência de dupla fenda de Young

O físico e médico Thomas Young, em meados do século 18 refutou a ideia de que a luz seria constituída por "corpúsculos" defendida previamente por Sir Isaac Newton. Para tal realizou a experiência da dupla fenda que se descreve em seguida. 

Primeiramente devemos então considerar um sistema onde colocamos, na mesma linha, uma fonte emissora, uma parede central com uma fenda vertical e uma "parede de fundo". Se emitirmos pequenas esferas de matéria a partir da fonte, estas irão atravessar a parede com a fenda e o padrão obtido na parede do fundo será, precisamente uma imagem correspondente à fenda: uma banda vertical. Já se a parede central tiver duas fendas iremos obter uma imagem de fundo de duas bandas correspondentes às fendas, como seria expectável (Ilustração 1). 

Ilustração 1 - São visíveis as duas bandas distintas na parede de fundo

Imaginamos agora que emitimos uma onda na direção da parede central com apenas umas fenda; nesta situação a parede de fundo será atingida com maior intensidade em uma banda vertical correspondente à fenda. Porém, se tivermos uma fonte de luz monocromática (com apenas um comprimento de onda) que incida numa parede com duas fendas, do outro lado da parede, cada fenda passa a funcionar quase como que uma fonte emissora de uma onda; ao propagar-se as ondas interferem umas com as outras e, na parede de fundo, iremos visualizar um padrão e interferência, uma série de várias bandas verticais (Ilustração 2). 

Ilustração 2 - As zonas de interferência estão identificadas como zonas de intensidade máxima

Imaginemos por fim esta experiência, mas no caso da fonte emissora emitir átomos. Se a parede central apenas tiver uma fenda, o padrão que se obtém é a banda correspondente à fenda. Ora, no caso da parede central ter duas fendas, obtemos um padrão na parede de fundo com várias bandas (padrão de interferência), como se estivéssemos perante o comportamento de um onda. Para descartar a hipótese de que seriam forças de interferência entre os átomos que os levariam a ter esse comportamento e consequentemente a produzir a padrão de interferência foi realizada a mesma experiência (com átomos e duas fendas) mas emitindo apenas um átomo de cada vez; obteve-se o mesmo resultado. Assim cada átomo, por si, contribui para o padrão geral de comportamento tipo onda. Voltou-se então a realizar a experiência mas com um observador/detetor junto às fendas e verificou-se que cada fenda foi atravessada por metade dos átomos. Contudo, nesta última situação, o padrão obtido na parede do fundo foi de apenas duas bandas (como se estivéssemos perante esferas de matéria). 

O átomo/eletrão atuou de maneira diferente quando estava a ser observado. Quando não existe um observador, ou seja, quando não está a ser determinada a localização do electrão ele pode estar em qualquer lugar mas quando é introduzido um observador/detetor a situação muda! 

Fontes: 

- https://www.youtube.com/

- Quantum Academy

- Dupla fenda quantica

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