Introdução ao conceito de Interferência. Explicação da experiência da dupla fenda, essencial para a compreensão dos padrões de interferência que surgem.
Definir o Princípio de Huygens;
Analisar a experiência da dupla fenda;
Compreender o fenómeno de Interferência e o padrão resultante.
Sobreposição das ondas.
Princípio da Sobreposição, Huygens e a experiência da dupla fenda
O princípio da sobreposição é aplicado a casos muito simples de duas ondas.
Processo que consiste na combinação das ondas na mesma região do espaço.
É possível observarem-se fenómenos de interferência para as ondas, como por exemplo a luz e o som, no entanto, é necessário que algumas condições sejam verificadas:
Fontes monocromáticas, ou seja, que possuam apenas uma única frequência;
Fontes de luz coerentes, ou seja, que as suas frequências sejam iguais. Ao combinar estas fontes é possível observar interferência construtiva em todos os instantes.
Quem primeiro mostrou experimentalmente o fenómeno de interferência para as ondas luminosas foi Thomas Young, em 1801. Contudo, o primeiro passo para estudar este fenómeno é compreender o Princípio de Huygens.
É uma construção geométrica onde todos os pontos do espaço onde chega uma determinada onda são como pontos que produzem novas ondas secundárias esféricas, que se propagam pelo meio, com uma velocidade característica desse meio. Após um determinado período de tempo, a nova posição da frente de onda é tangente às ondas originadas.
Thomas Young utilizou um sistema de dupla fenda para estudar este fenómeno para a luz (para uma única fenda, com um tamanho de ordem de grandeza do comprimento de onda da onda incidente, o fenómeno é distinto e designa-se por difracção). Esta experiência de dupla fenda foi inicialmente criada para medir comprimentos de onda da luz. Acabou também por testar a hipótese corpuscular da luz, ou seja, de que a luz seria composta por partículas. Os resultados obtidos apontavam para a luz ser constituída por ondas.
Esta questão só foi devidamente esclarecida com o surgimento da Mecânica Quântica e com o comportamento dual da matéria.