O debate a respeito da natureza da luz perdurou por séculos, oscilando entre a teoria corpuscular e a teoria ondulatória.
No início do século XIX, Thomas Young, com a finalidade de auxiliar na discussão, realizou o experimento apresentado de forma simplificada na figura.
Nele, um feixe de luz monocromático passa por dois anteparos com fendas muito pequenas. No primeiro anteparo há uma fenda e no segundo, duas fendas.
Após passar pelo segundo conjunto de fendas, a luz forma um padrão com franjas claras e escuras.
Com esse experimento, Young forneceu fortes argumentos para uma interpretação a respeito da natureza da luz, baseada em uma teoria
A) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e refração.
B) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e reflexão.
C) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e polarização.
D) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer interferência e reflexão.
E) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e interferência.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Óptica – Natureza da Luz / Teoria Ondulatória / Experimento de Young
🔢 Nível da Questão
🔹Médio, com foco na interpretação conceitual de um experimento histórico de Física
✅ Gabarito
- Letra E – ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e interferência.
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O enunciado menciona um experimento realizado por Thomas Young em que a luz monocromática atravessa uma fenda simples e, em seguida, uma fenda dupla. Como resultado, forma-se um padrão de franjas claras e escuras no anteparo.
🔍 O comando pede que se determine qual teoria da luz é reforçada por esse experimento e quais fenômenos físicos justificam essa teoria.
📌 O objetivo é identificar:
- A teoria (ondulatória ou corpuscular)
- Os fenômenos (difração, interferência, reflexão, refração, etc.)
- O porquê de apenas uma dessas teorias explicar corretamente o que foi observado
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
🌊 Teoria Ondulatória da Luz (Huygens, Young):
- Luz se comporta como onda
⚛️ Teoria Corpuscular da Luz (Newton):
- Luz é feita de partículas (corpúsculos)
🔸 Difração
Fenômeno no qual uma onda se espalha ou se curva ao passar por uma fenda estreita.
➡ É exclusivo de ondas (não acontece com partículas).
No experimento, a luz ao passar pela fenda simples sofre difração, formando uma nova frente de onda.
🔸 Interferência
É a sobreposição de duas ou mais ondas no espaço, gerando:
- Franjas claras: interferência construtiva (pico + pico)
- Franjas escuras: interferência destrutiva (pico + vale)
No experimento, as duas fendas funcionam como fontes coerentes de luz. As ondas geradas interferem entre si, formando franjas alternadas no anteparo.
🔸 Teorias da Luz
| Teoria | Explica Difração | Explica Interferência |
|---|---|---|
| Corpuscular | ❌ Não | ❌ Não |
| Ondulatória | ✅ Sim | ✅ Sim |
📌 A formação de franjas não pode ser explicada pela teoria corpuscular (Newton), pois partículas não interferem entre si.
🧮 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
O experimento mostra que:
- A luz passa pela fenda simples e se difrata
- Depois atravessa duas fendas, que se comportam como duas novas fontes de ondas
- Essas ondas se interferem, gerando um padrão de franjas claras e escuras
🧠 Isso indica claramente que:
- A luz não se comporta como partícula
- Mas sim como onda, pois sofre difração e produz interferência
Aprofundando:
Se a luz fosse feita de partículas, ao passar por duas fendas, veríamos dois feixes retos no anteparo.
O que se vê, no entanto, é um padrão de várias franjas claras e escuras.
Isso só pode ser explicado se a luz for onda, pois:
- Difração permite que a luz se espalhe pelas fendas
- Interferência entre ondas produz franjas no anteparo
📌 Assim, a observação invalida a teoria corpuscular e reforça a teoria ondulatória da luz.
🧷 Passo 4: Análise das alternativas e resolução
A) Corpuscular – dispersão e refração
🔴 Incorreto. A luz não sofre dispersão nem refração no experimento.
B) Corpuscular – dispersão e reflexão
🔴 Incorreto. Nenhum dos fenômenos apresentados ocorre.
C) Ondulatória – difração e polarização
🔴 Incorreto. Difração ocorre, mas polarização não aparece no experimento.
D) Ondulatória – interferência e reflexão
🔴 Parcialmente correto, mas reflexão não é observada aqui.
E) Ondulatória – difração e interferência
🟢 Correta. São exatamente os dois fenômenos principais observados no experimento.
🎯Passo 5: Conclusão e justificativa final
✅ A alternativa correta é a letra E.
O experimento de Young forneceu uma das provas mais robustas da natureza ondulatória da luz, ao revelar:
- Difração: a luz se comporta como uma onda ao passar por fendas estreitas.
- Interferência: as ondas de luz se somam ou se anulam, gerando franjas claras e escuras.
Esses fenômenos não podem ser explicados pela teoria corpuscular, mas são naturalmente previstos pela teoria ondulatória.
Portanto, o experimento reforça que a luz se comporta como uma onda.
