Hendrik A. Lorentz foi um gigante da física teórica que fez a ponte entre a teoria clássica do campo eletromagnético e as teorias modernas da relatividade.

Ele propôs uma teoria do elétron e desenvolveu as famosas transformações de Lorentz, que descrevem como os objetos parecem contraídos na direção do seu movimento para observadores em um referencial em repouso. As equações de Lorentz forneceram a base para a teoria da relatividade restrita de Albert Einstein .

Lorentz teve muitas conversas inéditas com Einstein, algumas das quais oferecem insights sobre os pensamentos de Einstein acerca da misteriosa relação entre os quanta de luz discretos (partículas) e as ondas contínuas da teoria eletromagnética clássica. Isso demonstra que Einstein tinha uma visão estatística dos quanta. A probabilidade de encontrar quanta é determinada pela onda contínua, que controla a interferência mesmo para um quantum de cada vez.

Lorentz também descreve a experiência da dupla fenda .

50. Interferência e a Teoria Quântica. Tentei explicar-lhes como a produção de luz por saltos quânticos pode talvez ser reconciliada com nossas antigas concepções sobre radiação, de modo que estas se apliquem à constituição da radiação emitida. Mas surge a questão: será que essa constituição pode realmente ser exatamente o que pensávamos; isto é, pode haver uma propagação de acordo com as leis de Maxwell, com tendência a se espalhar em todas as direções e a impossibilidade de uma concentração duradoura de energia?

Você sabe que fenômenos como os da fotoeletricidade levaram Einstein à sua hipótese dos quanta de luz. De acordo com essa hipótese, quantidades de energia iguais a hν estariam concentradas em pequenos espaços, movendo-se à velocidade da luz; elas seriam até mesmo luz e produziriam todos os efeitos ópticos. Dessa forma, podemos entender que mesmo uma luz muito fraca pode fornecer a um elétron a quantidade de energia hν , pois a pequena intensidade se deve ao pequeno número de quanta que ela contém, sendo a magnitude de cada um constante.

Assim, devemos evitar a dificuldade que, no caso do movimento ondulatório, surge da contínua dispersão e enfraquecimento da energia.

A hipótese dos quanta de luz, no entanto, contradiz o fenômeno da interferência. Seria possível reconciliar as duas visões Gostaria de apresentar algumas considerações sobre essa questão, mas devo primeiro dizer que Einstein merece crédito por tudo o que nelas possa ser válido. Como conheço suas ideias sobre os pontos a serem discutidos apenas por meio de comunicação verbal, e até mesmo por boatos, devo assumir a responsabilidade por tudo o que permanecer insatisfatório.

Suponhamos que na emissão e propagação da luz exista algo que esteja em total conformidade com as equações de Maxwell, mas que praticamente não possua energia alguma, sendo as forças elétricas e magnéticas infinitamente pequenas.

Então, nessa radiação de Fresnel, digamos, teremos as leis comuns de reflexão, interferência e refração, mas não veremos nada dela. Em uma tela, você verá algo como uma imagem fotográfica não revelada.

Podemos agora imaginar que, na produção de luz, essa radiação de Fresnel é acompanhada pela emissão de certos quanta de energia de natureza diferente. Embora sua natureza precisa seja desconhecida, podemos supor que a energia se concentra em pequenos espaços e permanece assim. Esses quanta se movem em nosso "padrão" de tal forma que nunca chegam a um lugar onde haja escuridão. Ao viajar da fonte para fora, cada quantum tem uma escolha entre muitos caminhos.

Na radiação de Fresnel, a probabilidade de seguir diferentes trajetórias é proporcional à intensidade da radiação ao longo dessas trajetórias.

Em todos os casos reais, o ato de emissão se repete inúmeras vezes. Suponha que se repita N vezes e que a radiação de Fresnel seja a mesma em todos esses casos. Teremos, então, N quanta se movendo nesse padrão e, se o número de quanta for muito grande e a probabilidade de seguirem trajetórias diferentes for como mencionado, o número de quanta que incidem em diferentes partes de uma tela na qual observamos um fenômeno de interferência será proporcional à intensidade presente no padrão de Fresnel. Essas considerações podem ser facilmente ampliadas. Considere, por exemplo, a polarização. A polarização estará presente no padrão de Fresnel, não nos quanta, mas os quanta iluminarão uma tela, uma placa fotográfica ou nossa retina exatamente na intensidade determinada pela teoria clássica.

Quando a luz incide sobre a superfície de um pedaço de vidro, há uma separação entre as partes refletida e refratada. A probabilidade de um quantum seguir um caminho ou outro é determinada pelas conhecidas fórmulas de Fresnel para as intensidades da luz refletida e refratada.

Suponha que em um ato elementar de radiação existam milhões de ondas; estas existem no padrão de Fresnel; mas o quantum de energia pode estar em qualquer lugar no trem de ondas, seja perto da frente ou perto da parte de trás dessas ondas.

Se tivermos um feixe de luz comum constituído pela superposição de um grande número de feixes elementares, teremos um grande número de quanta distribuídos por todo o espaço ocupado pelo feixe.

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