O experimento virtual da dupla fenda ao nível de ensino médio (Parte I): uma análise clássica do comportamento corpuscular e ondulatório e o desenvolvimento de um software computacional

• Autores: Danilo Cardoso Ferreira, Moacir Pereira de Souza Filho
• Localización: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, ISSN-e 2175-7941, Vol. 33, Nº. 2, 2016, págs. 697-716
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • The virtual double-slit experiment to High School level (Part I): behavior classical analysis (with bullets and waves) and development of computational software
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• Resumen
  • English

    This paper analyses the double-slit virtual experiment and it composed of two parts: The part I covers the classical theory (with bullets and waves) and the part II covers the interference with electrons or photons. Firstly, we have analyzed the same experiment that shoots a stream of bullets. In front of the gun we have a wall that has in it two holes just big enough to let a bullet through. Beyond the wall is a backstop (say a thick wall of wood) which will absorb the bullets when they hit it. In this case, the probabilities just add together. The effect with both holes open is the sum of effects with each holes open alone. We have shown it for high school level. Next, we have analyzed a same experiment with water waves. The intensity observed when both holes are open is certainly not the sum of the intensity of the wave from hole 1 (which we find by measuring when hole 2 is blocked off) and the intensity of the wave form hole 2 (seen when hole 1 is blocked). Finally, we have shown a software developed by students about double-slit experiment with bullets.

  • português

    Nosso trabalho analisa o experimento virtual da dupla fenda e está dividido em duas partes: a Parte I (o presente artigo) tratará da análise clássica do comportamento (corpuscular e ondulatório) e a Parte II (trabalho futuro) abordará o comportamento quântico da luz (fótons). Inicialmente, analisaremos uma metralhadora, que dispara balas (corpúsculos) em uma parede com dois orifícios separados por uma longa distância, tendo ao fundo um anteparo no qual será possível verificar a chegada dos projéteis. Neste caso, nada de estranho ocorre e a probabilidade de chegada de uma partícula ao passar pelos dois orifícios é a simples soma das probabilidades dos projéteis passar por cada orifício separadamente. Mostraremos isso numa análise de probabilidades simples ao nível do ensino médio. Em seguida, analisaremos o comportamento ondulatório (ondas de água, por exemplo) do experimento da dupla fenda. Para isso, inicialmente, faremos uma breve revisão do conceito de interferência (construtiva e destrutiva) com o auxílio de experimentos virtuais. A análise mostra que as somas das intensidades com os dois orifícios abertos difere de um fator de interferência. Finalmente, para finalizar esta parte do trabalho, vamos ilustrar este artigo com um software desenvolvido por um grupo de alunos para realização do experimento virtual da dupla fenda com corpúsculos.