TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA PROF: ADELÍCIO

1. TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA PROF: ADELÍCIO

2. QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA • FOI PROPOSTA POR PLANCK EM 1900 • E = h.f (para 1 fóton) • h é denominada constante de Planck, no Sistema Internacional igual a 6,63.10-34Js. • 1eV =1,6.10-19 J • h = 4,14.10-15eV.s. • E=nhf (para n fótons)

3. EFEITO FOTOELÉTRICO • Explicado por Einstein em 1905 • Einstein considerou a luz ou qualquer outra radiação eletromagnética não uma onda mas composta de ”partículas” • Um fóton de radiação eletromagnética ao atingir o metal é completamente absorvido por um único elétron que com esta energia adicional pode escapar do metal, gerando uma corrente elétrica.

4. A quantidade mínima de energia Φ que um elétron necessita receber para ser extraído do metal é denominada função trabalho, que é uma característica do metal.

5. Se a energia for igual a função trabalho os elétrons serão arrancados mais sem velocidade • Se a energia for maior que a função trabalho os elétrons serão arrancados e ainda terão energia cinética para se moverem

6. O caráter dual da luz • O cientista holandês Christian Huygens (1629 – 1695) apresentou a teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas. • No entanto, o efeito fotoelétrico explicado por Einstein considera a luz como um fluxo de “partículas” ou “corpúsculos”, denominados fótons. • A luz apresenta, portanto, dupla natureza: ondulatória e corpuscular, comportando-se como onda eletromagnética ou como fluxo de partículas, conforme o fenômeno estudado.

7. OBS: • O experimento que comprova a natureza ondulatória da luz são os de DIFRAÇÃO e INTERFERÊNCIA. • O experimento que comprova a corpuscular da luz é o EFEITO FOTOELÉTRICO.

8. COMPRIMENTO DE ONDA DE DE BROGLIE • Como a luz pode se comportar como onda ou como “partícula”, o físico francês Louis De Broglie (1892 – 1987) apresentou, em 1924, a seguinte hipótese: partículas também possuem propriedades ondulatórias. • O comprimento de onda associado à partícula, denominado comprimento de onda de De Broglie, é dado por:  • ONDE: Q é a quantidade de movimento da partícula dado por : • m = massa • V= velocidade

9. O Princípio da Incerteza de Heisenberg • Na Física Clássica, conhecidas a posição e a velocidade de uma partícula num certo instante e o sistema de forças que agem sobre ela, pode-se determinar a posição e a velocidade em instantes posteriores. • Na Física Quântica, que estuda a teoria física dos fenômenos microscópicos, ganha importância o conceito de probabilidade, pois há limites na precisão com que posição e velocidade possam ser medidos simultaneamente.

10. Quanto maior a precisão na determinação da posição de uma partícula, menor a precisão na determinação de sua velocidade ou de sua quantidade de movimento e vice-versa. • Heisenberg relacionou a incerteza Δx, na medida da posição x de uma partícula, com a incerteza ΔQ da quantidade de movimento Q, obtendo:

11. O átomo de Bohr • Ao criar seu modelo atômico Bohr utilizou a idéia de Planck, segundo a qual a energia não seria emitida continuamente, mas em pequenos “pacotes”, cada um dos quais denominados quantum. Existiriam níveis estáveis de energia denominados estados estacionários nos quais os elétrons não emitiriam radiação. • A passagem do elétron de um estado estacionário para outro é possível mediante a absorção ou liberação de energia pelo átomo. A energia do fóton absorvido ou liberado corresponde à diferença entre as energias dos níveis envolvidos. Ao passar de um estado estacionário de energia E para outro de energia E’, considerando E’>E, teremos:

12. A energia mecânica total En do elétron no enésimo estado estacionário, para o átomo de hidrogênio é, em elétron-volt, dada por: • Na figura representamos os níveis de energia de um elétron num átomo de hidrogênio:

13. Teoria da relatividade • Postulado da Relatividade: as leis da Física são as mesmas em todos os sistemas de referência inercial. • Postulado da Constância da Velocidade da Luz: a velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor para qualquer referencial inercial, ou seja, c = 300 000 km/s.

14. DILATAÇÃO DO TEMPO • Para Einstein, os ponteiros do relógio de um observador em movimento andam mais devagar que os ponteiros do relógio de um observador parado.

15. CONTRAÇÃO DO COMPRIMENTO • Um corpo em repouso em relação a um referencial inercial apresenta comprimento L0, se esse corpo se mover com alta velocidade apresentará um comprimento L em relação ao mesmo referencial inercial, de modo que L< L0 • L e L0 se relacionam pela equação:

16. MASSA E ENERGIA • Relaciona a conversão de massa em energia através da equação

17. VELOCIDADE RELATIVISTICA

18. OBRIGADO!!!!!!!!!!!