Física Moderna I

Prof. Jaime Urban

Programa

I – Relatividade especial

II – Mecânica quântica

Avaliação

- 3 Provas (10 ptos cada)- Testes semanais, que valerão um total de 1

ponto extra para cada uma das três provas.- Frequência mínima exigida

Aula de Hoje

A. Relatividade Especial1. A Física no fim do século XIX2. Relatividade Galileana3. A velocidade da luz4. Experimento de Michelson e Morley

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS• Mecânica e astronomia: pouco• Óptica ondulatória• Eletromagnetismo• Termodinâmica, teoria dos

gases, mecânica estatística• Novos fenômenos (raios X,

radioatividade)Maxwell

Física do século XIX

Praticamente tudo o que ensinamos no ensino médio e na graduação já havia sido desenvolvido:

• mecânica clássica• óptica• termologia• eletricidade e magnetismoE mais alguma coisa...

Física do século XIX

Havia um grande otimismo geral com o progresso da humanidade e com o desenvolvimento técnico e científico.

Séc. XIX: grandes sucessos

Em 1900 alguns físicos pensavam que a física estava praticamente completa.

Lord Kelvin recomendou que os jovens não se dedicassem à física, pois só faltavam alguns detalhes pouco interessantes, como o refinamento de medidas.

1900: O fim da física?

Lord Kelvin

Lord Kelvin, no entanto, mencionou que havia “duas pequenas nuvens” no horizonte da física: os resultados negativos do experimento de Michelson e Morley, e a dificuldade em explicar o calor específico dos materiais (violação da eqüipartição da energia).

1900: O fim da física?

Lord Kelvin

No final do século XIX existiam vários problemas na física, mas muitos físicos não davam importância a eles.

• Novos fenômenos inexplicados

• Problemas teóricos e conceituais

1900: O fim da física?

O estudo de descargas elétricas em gases rarefeitos levou à descoberta dos raios catódicos

Descobertas experimentais

Os raios catódicos levaram à descoberta dos raios X, que eram úteis mas misteriosos.

(1895)

Descobertas experimentais

Teoria da RelatividadeNo século XIX pensava-se

que o universo estava cheio de “éter” e que deveria ser possível medir o movimento da Terra em relação a esse éter (movimento “absoluto”).

Alguns experimentos, como o de Michelson, não conseguiram medir essa velocidade.

A. Michelson

Transformações de Galileu

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Transformações de Galileu

Exercício:Um rio de margens retilíneas e largura constante igual a 5,0 km tem águas que correm paralelamente às margens, com velocidade de intensidade 30 km/h. Um barco, cujo motor lhe imprime velocidade de intensidade sempre igual a 50 km/h em relação às águas, faz a travessia do rio.a) Qual o mínimo intervalo de tempo possível para que o barco atravesse o rio?b) Na condição de atravessar o rio no intervalo de tempo mínimo, que distância o barco percorre paralelamente às margens?c) Qual a velocidade do barco medida em um referencial fixo as magens do rio?