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• Microscopia Eletrônica:
Experimento: Um feixe de elétrons é direcionado para a amostra que se deseja observar. Os elétrons interagem com a amostra, sendo dispersos ou transmitidos através dela.
Incerteza: Ao enviar elétrons para medir a posição da amostra com alta precisão, aumenta-se a incerteza no momento dos elétrons. Portanto, mesmo que é possível saber a posição dos elétrons com alta precisão, não pode conhecer seu momento com alta precisão simultaneamente.

• Lasers:
Experimento: O laser possui um meio ativo (cristal ou gás),  no qual os átomos são excitados a estados de alta energia. Quando um fóton passa por esse meio, estimule a emissão de outros fótons idênticos, geram um feixe de luz coerente.
Incerteza: De acordo com esse princípio, não pode conhecer simultaneamente com alta precisão a posição e o momento dos fótons que estão sendo emitidos, ou seja, mesmo ao tentar criar um feixe de luz coerente, existe uma incerteza intrínseca na precisão da direção e da fase dos fótons. Essa incerteza contribui para a natureza "quantizada" da luz, característica dos fótons.

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Quanto mais precisamente tentar medir a posição de uma partícula (reduzindo Δx), mais incerta se torna a medida do seu momento (Δp).

Isso implica que não pode conhecer simultaneamente com precisão arbitrariamente alta tanto a posição quanto o momento de uma partícula. Essa limitação é fundamental, não sendo devido a limitações tecnológicas, mas à própria natureza da mecânica quântica.

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AVANÇOS TECNOLÓGICOS DEVIDO À DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA

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AVANÇOS TECNOLÓGICOS DEVIDO À DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA

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A compreensão da dualidade onda-partícula é fundamental para avanços tecnológicos em diversas áreas, incluindo a microscopia de tunelamento, espectroscopia de fotoelétrons e computação quântica.

A dualidade é crucial para entender fenômenos quânticos, impulsionando o progresso tecnológico em pesquisa científica, desenvolvimento de materiais, dispositivos eletrônicos de alta precisão e outras aplicações avançadas.

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Nome: Márcio Gabriel Espindola
RA: 20123014

Nome: Thayná Reis Maciel
RA: 20073953

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Uma partícula possui três dimensões, supondo que, em um determinado instante de tempo t, o estado é definido por uma quantidade complexa, conhecida como função de onda, indicada por Ψ(x,y,z,t), em que (x,y,z) são as coordenadas espaciais.

Supondo também que a partícula possui massa m e se move através da energia potencial V(x,y,z,t). Dessa forma, a função da onda é associada com a equação em derivadas parciais, considerando h como a constante de Planck. A equação trata-se da Equação de Schrödinger.

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Consiste em uma fonte de luz que emite partículas de luz, conhecidas como fótons, que passam por duas fendas em uma placa opaca. Os fótons atravessam as fendas e atingem um anteparo ou tela.

Quando a luz atinge o anteparo, há uma formação de um padrão de interferência com faixas escuras e claras, assemelhando-se com o padrão produzidos ondas propagadas.  A luz é uma onda eletromagnética e as fendas atuam como fontes separadas das ondas. Quando se cruzam, interferem-se e produzem faixas de interferência.

Em 1909, o físico De Broglie afirmou que outras partículas também possuem natureza ondulatória, como os elétrons. Sendo assim, significa que há um padrão de interferência, assim como a luz. Este fato é associado com a dualidade onda-partícula.

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É um dos experimentos mais famosos na Quântica, originado em 1801 por Thomas Young.

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EXPERIMENTO DA DUPLA FENDA: PASSO A PASSO

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Antigamente, acreditava-se que se possuir a posição inicial e o momento das partículas do sistema, é capaz de calcuar as interações e os seus comportamentos. Segundo o princípio da incerteza, não é possível conhecer com precisão a posição ou o momento da partícula, uma vez que para medir os valores, há alteração.

O princípio da incerteza é uma consequência da dualidade partícula-onda e do princípio de Broglie. Se uma partícula encontra-se em uma região com erro ∆x, então o comprimento de onda natural deve ser menor que ∆x, variando entre  -h/Δx  e  h/Δx.

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EQUAÇÃO: PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

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EQUAÇÃO: PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

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CURIOSIDADE: PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

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CURIOSIDADE: PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

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Dúvida principal: Se os elétrons são partículas, a teoria de De Broglie faz sentido?

Para o físico, os elétrons podem se comportar como onda. Em seus experimentos, a observação principal foi a difração de elétrons, os quais são semelhantes com a difração da luz por meio de uma fenda. Sendo assim, os elétrons se comportam como partículas reais e ondas.

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Longitud de onda de De Broglie | Física | Khan Academy en Español