Difração da luz

Sir Isaac Newton (1643-1727) é muito conhecido pela sua contribuição para as leis da Dinâmica e da Gravitação, mas muito pouco conhecido pela sua contribuição para o estudo de ótica, especialmente da luz. Em seu livro Ótica, Newton afirmou, entre outras coisas, que a luz era constituída por pequenas partículas, que explicava, por exemplo, os fenômenos de reflexão e refração da luz. A teoria corpuscular da luz, proposta por Newton, não conseguiu explicar, por exemplo, o fenômeno da difração, que foi satisfatoriamente explicada pela teoria ondulatória da luz proposta pelo físico holandês Christian Huygens (1629-1695), contemporâneo de Newton.
Quando a luz atravessa um pequeno orifício (fenda), ela faz curva, como se a fenda funcionasse como uma fonte de luz. Esse fenômeno não podia (e não pode) ser entendido pela teoria corpuscular da luz proposta por Newton, mas sim por uma teoria ondulatória, proposta por Huygens que foi, mais tarde, verificada pelo experimento do físico inglês Thomas Young (1773-1829), e confirmada pelo físico escocês James K. Maxwell (1831-1879), que mostrou matematicamente ser a luz uma onda eletromagnética.
Quando a luz atravessa duas (ou mais) fendas, tem-se duas (ou mais) “fontes” de luz que interferem entre sim, formando franjas de interferência, de máximos e mínimos. Essa interferência de ondas pode ser facilmente observada em ondas mecânicas, por exemplo, sobre uma superfície de água provocadas pela imersão de dois objetos “pontuais” na superfície (duas pedras lançadas em um lago, por exemplo). As ondas circulares se propagam e se sobrepõem, formando uma figura de interferência. Essa interferência de ondas também ocorre com “ondas” luminosas, conforme verificamos na animação da interferência de luz visível e monocromática, proposta nesta matéria.
Retomando Newton, a sua teoria corpuscular, que ficou esquecida após o experimento Young e a comprovação pelas equações de Maxwell, “reviveu” no início do século XX com o nascimento da Mecânica Quântica que propôs ser a luz composta por “partículas de energia”, denominadas quanta de luz.
Na animação, você escolhe o comprimento de onda (cor) da luz incidente, a distância d entre as duas fendas e a distância L entre as fendas e o anteparo onde se pode ver as franjas de interferência. Vê-se também o gráfico da intensidade luminosa.
Para executar o programa, clique aqui, ou sobre a figura.