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FNC0375 - Física Moderna 1 Aula 7
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$�QDWXUH]D�FRUSXVFXODU�GD�PDWpULDVimos as evidências da natureza corpuscular da radiação:• quantização dos osciladores → Planck• quantização da luz → Einstein• fótons como partículas → ComptonEvidências da natureza corpuscular da matéria vêm de muito longe, mas vamos falar apenas de ~1700 em diante. Vamos nos concentrar nos experimentos e argumentos que levaram àdescoberta do e-, à formulação do modelo de átomo nucleado de Rutherford-Bohr, à descoberta do núcleo atômico, do próton, nêutron, etc. ...Conceito de átomo: hoje é óbvio, mas chegar até aí exigiu muito estudo e engenhosidade. Tamanho ⇒ dificuldades exper. Evolução das idéias ⇔ interdependência da física, química, matemática e da tecnologia.Balança (final do séc. XIX): precisão de 10-8 (científica) x 10-3
(comum).
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Alguns dos gigantes (vejam cap. 2 do Caruso & Oguri):• Newton: corpos x interações;• Lavoisier: conservação da matéria (exp. cuidadosas);• Dalton: atomicidade na lei de proporções múltiplas dos compostos;• Avogadro: gases às mesmas 7 e S têm o mesmo número de moléculas/volume;• Maxwell e Boltzmann: teoria cinética dos gases ⇒propriedades macroscópicas correspondem a médias sobre distribuições de propriedades moleculares;• Jean Perrin: movimento browniano (experimental);• Einstein: movimento browniano (teoria).
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/HL�GD�(OHWUyOLVH�² )DUDGD\P 4
&= (peso molecular)
(valencia)96500Nada claro em 1833, mas as exp. de Faraday confirmam 3 aspectos importantes da teoria atômica:• matéria ⇔ moléculas e átomos• carga elétrica é quantizada• átomos e moléculas ⇔ cargas positivas e negativas
Próximo passo: 1897, J.J. Thomson mostra que raios catódicos são partículas de carga negativa.
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PH
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mas ; tg
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9%G
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Portanto: θ
2"
Filtro de velocidades:
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2�YDORU�GH�H��D�H[SHULrQFLD�GH�0LOOLNDQ7KRPVRQ��HP�����: ���[�����&���H������[�����&: mesma carga do átomo de + liberado na eletrólise.
Z ' Z D J ' D Y
D YJ
= ⇒ = = =
∴ =
43
3 6
9
2
π ρ π ξ
ξρ
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−
′=−′
′
+=′
+=
+=
=
=′−−=−
WW(&\HQQ
WW&\H(Q
WW&\W\&PJQH(
PJW\&
Y&PJT(PJ&Y
11)(
:Subtraindo
11
X)-(raios carga de estado o Mudando
11
campo) (sem
campo) (com 0
campo) (sem 0
0
0
0
moléculas das
médio caminho livre o
e 81,0 com ,1
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:Stokes de lei à Correção
/D/YD' =
+= ξ
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0RGHORV�DW{PLFRVAntes de ~1910 → presença de H– no átomo. = H– em cada átomo, sendo = ~ $/2, com $ o peso atômico (química). Átomos neutros ⇒ carga positiva +=H.PH << 0átomo ⇒ massa nas cargas positivas. 5átomo ~ 10–10 m.Modelo de Thomson (J.J.): pudim de ameixas. Esfera com 5átomo , carregada positivamente, com os H– uniformemente distribuídos. Átomo aquecido (excitado) ⇒ H– oscilando em torno da posição de equilíbrio ⇒ irradiação. Concordância qualitativa. Quantitativa: Ex. 4.1, pág. 124 (Eisberg).