tÓpicos de fÍsica moderna prof: adelÍcio

TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA

PROF: ADELÍCIO

FOI PROPOSTA POR PLANCK EM 1900

E = h.f (para 1 fóton)

h é denominada constante de Planck, no Sistema Internacional igual a 6,63.10-34 Js.

1eV =1,6.10-19 J h = 4,14.10-15 eV.s.

E=nhf (para n fótons)

QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA

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.

EFEITO FOTOELÉTRICO

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.

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

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.

O caráter dual da luz

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.

OBS:

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

COMPRIMENTO DE ONDA DE DE BROGLIE

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.

O Princípio da Incerteza de Heisenberg

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:

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:

O átomo de Bohr

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:

 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.

Teoria da relatividade

Para Einstein, os ponteiros do relógio de um observador em movimento andam mais devagar que os ponteiros do relógio de um observador parado.

DILATAÇÃO DO TEMPO

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:

CONTRAÇÃO DO COMPRIMENTO

Relaciona a conversão de massa em energia através da equação

MASSA E ENERGIA

VELOCIDADE RELATIVISTICA

OBRIGADO!!!!!!!!!!!