Questão 23
UFU 2021
(UFU - 2021 - 1ª FASE) No final do século XIX, os cientistas Michelson e Morley buscaram analisar a existência de um sistema de referência absoluto, a partir do qual todos os movimentos pudessem ser analisados. Supuseram que há uma espécie de “substância”, que preenche todo o espaço sideral. Quando a luz viaja através dela, sua velocidade poderia ser afetada por tal “substância”, da mesma forma que a velocidade de um barco varia quando ele está se movendo no sentido da correnteza do rio por onde navega ou perpendicular a ela.
Para testar tal influência, eles montaram um experimento, apresentado de modo simplificado na imagem a seguir.
Nele, um feixe de luz é dividido em dois (I e II), ao passar por uma lâmina parcialmente espelhada, seguindo caminhos que formam um ângulo reto entre si. Tais raios atingem os espelhos planos, são refletidos, recombinados e desviados para um anteparo. Com tal aparato, buscaram checar se havia qualquer diferença na rapidez média ao longo dos dois caminhos de ida e volta, que tinham o mesmo comprimento (d). O experimento foi montado de tal forma que o caminho (II) estava paralelo ao movimento orbital da Terra e o (I), perpendicular, uma vez que, se nosso planeta estivesse viajando através da tal substância, isso afetaria a velocidade do feixe luminoso.
À luz dos conhecimentos atuais, que relação há entre as velocidades dos feixes (I) e (II)?
A velocidade do feixe (I) é igual à do feixe (II), o que mostra a inexistência de tal “substância”.
A velocidade do feixe (II) é maior do que a do feixe (I), pois ele viajou mais rápido, aproveitando a velocidade favorável de deslocamento da Terra.
A velocidade do feixe (I) é igual à do feixe (II), pois a “substância”, apesar de existente, não provoca nenhum efeito nos feixes de luz.
A velocidade do feixe (I) é maior do que a do feixe (II), pois, apesar de a “substância” interferir na velocidade da luz, ela é arrastada junto com a Terra no seu deslocamento.
Gabarito:
A velocidade do feixe (I) é igual à do feixe (II), o que mostra a inexistência de tal “substância”.
Resolução:
A teoria do éter foi a primeira teoria para tentar explicar forças de campo. Essa teoria previa que existia uma substância que preenchia todo o espaço e essa era meio de propagação para forças como a magnética e a gravitacional. Assim, nesse caso estaríamos abordando o éter que permite a propagação da luz.
Albert Einsten provou que essa teoria estava errada graçãs à teoria da relatividade com a ajuda das equações de Maxwell, demonstrando que a luz no vácuo possui mesma velocidade para todos os observadores inerciais.