sexta-feira, 9 de fevereiro de 2024

Aula 02-23.2-Introdução à Pesquisa em Física, tópicos de Física Moderna, ministrada pelo professsor Rafael


O professor Rafael Rodrigues da UFCG, campus Cuité, na aula 02 da disciplina de Instrodução à Pesquisa em Física, falará sobre as Físicas Clássica e Moderna, Física. 

Veja o vídeo com as falas de Robson, professora Mirleide e professor Rafael. 

Físicas Clássica

Tudo aquilo que aconteceu na Física até o final do século XIX. A teoria cinemática de Galileu (morreu em 1642, ano em que nasceu Isaac Newton). As leis de Newton, modelo determinístico: 1a. lei) lei da inércia, 2a. lei) princípio fundamental da dinâmica, 3a. lei) ação e reação atuma sempre em corpos diferentes. Teoria de unificação do eletromagnetismo e ótica, por Maxwell, em 1865. Esta foi comprovada no laboratório por Hertz, no final século XIX, quando ele detectou as ondas de rádio.


Física Moderna

Tudo aquilo que aconteceu na Física a partir do início do século XX.

1 - Radiação do Corpo Negro, dificuldade da física clássica e a hipótese de  Planck, 1900.

2 - Os cinco trabalhos fenomenais do pai da Física Moderna: Albert Einstein, quando tinha 26 anos, graduado em Bacharelado em Física, e trabalhava em um escritório de paetente.

i) Relatividade especial
ii) Movimento Brawniano, movimento aleatório das moléculas em um gás.
iii) Efeito Fotelétrico, por Einstein
iv) Energia é massa e vice-versa, E=Mc2, por Einstein, sendo M a massa de repouso e   c=300.000 km/s, a velocidade da luz no vácuo.
v) Tamanhos das moléculas em sua tese de doutorado.

3 - Quantização de Bohr, órbitas estacionárias, em 1925.
4 - Onda de Matéria de Luis de Broglie, 1923.
5 - Equação da onda de matéria, por Schrödinger, 1926, modelo probabilístico.
6 - Interpretação probabilística da onda de matéria, por Born, 1927.
7 - Princípio de Incerteza de Heisenberg, 1927.

Efeito Fotoelétrico,  acontece, por exemplo,  quando a luz ultravioleta incide sobre a superfície metálica porque possui frequência 𝝂 muito alta. A energia do fóton é dada por E=h𝝂, com h sendo a constante de Planck com dimensão de energia multipliada pelo tempo.

O efeito fotoelétrico não depende da intensidade da radiação e sim da frequência  𝝂 do fóton incidente no metal.


Esta equação do efieto Fotoelétrico é uma consequência da lei de conservação da energia-A energia do fóton incidente é igual a função trabalho W adicionada da energia cinética do elétron ejetado. 

Este fenômeno  explicado por Einstein, em 1905, rendeu um prêmio Nobel da Física para ele, em 1921.

Enquanto a Física clássica é uma teoria determinista completa, para descrever os fenômenos da Natureza visto a olho nu, a Física moderna é uma teoria probabilística em aberto, que governa o mundo invisível das moléculas, átomos, elétrons, prótons e Neutron.

Em síntese, os eventos que culminaram com a criação da Mecânica Quântica (MQ) foram os seguintes:
1900- Planck. Hipótese quântica da radiação do corpo negro.
1905- Einstein. Efeito foto-elétrico.
1913- Bohr. Teoria Quântica do espectro do átomo de hidrogênio.
1922- Compton. Espalhamento de fótons ao se chocar com elétrons.
1924- Louis de Broglie. Tese de doutorado: Hipótese de ondas de matéria.
1925- Pauli. Princípio de exclusão para férmions.
1926 - Erwin Schrödinger. Equação de onda para a partícula de De Broglie.
1927- Wener Heisenberg. Relação de incerteza.
1927- Davison e Germer. Experimento sobre as propriedades ondulatória de elétrons.
1927 - Born. Interpretação Física da função de onda, ela é a amplitude de probabilidade de encontrar a partícula em torno de um ponto. O seu módulo quadrado é a densidade de probabilidade.

Atenção!
Cada estudante deve escolher um tema de Física Moderna, para fazer sua pesquisa e preparar uma apresentação na aula 03 da próxima semana.

Blog rafaelrag.

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