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TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA
PROF: ADELÍCIO
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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
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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
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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.
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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
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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
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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:
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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
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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
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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:
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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
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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:
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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
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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
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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
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Relaciona a conversão de massa em energia através da equação
MASSA E ENERGIA
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VELOCIDADE RELATIVISTICA
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OBRIGADO!!!!!!!!!!!