FÍSICA

Prof. Luciano Fontes

Física Moderna

Teoria Quântica

Teoria Quântica

A incapacidade da Física clássica em explicar certos fenômenos levou ao desenvolvimento de duas teorias que revolucionaram a Física no início do século XX: * A Teoria da Relatividade de Einstein * A Física Quântica

Em particular, foi a impossibilidade de se conseguir explicar classicamente as seguintes experiências: • radiação do corpo negro • efeito foto-eléctrico que levou ao desenvolvimento da Física Quântica .

Teoria Quântica

Como a radiação também depende das propriedades da superfície do objeto (emissividade) , a melhor maneira de simular um corpo negro é usar um objeto cuja superfície não influencie a radiação, ou seja, um sistema que se aproxime do corpo negro ideal.

A radiação emitida vai depender apenas da temperatura no interior da cavidade.

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CATÁSTROFE ULTRAVIOLETA

Teoria Quântica

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EFEITO FOTOELÉTRICO Efeito Fotoelétrico é o resultado da interação entre a radiação e a matéria, caracterizada pela absorção dos fótons e pela liberação de elétrons.

h.f = W + EC

Onde W = trabalho realizado para extrair o elétron do metal EC = Energia Cinética do elétron ejetado

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Exemplo: Existem aparelhos que contêm lâmpadas que emitem luz ultravioleta. a) Sabendo que o comprimento da luz ultravioleta é 300 nm,

calcule a energia do fóton correspondente em elétrons-volts. Adote a constante de Planck = 4,14 x 10-15 eV.s

b) Se a potência de uma dessas lâmpadas for dobrada, o que acontece com a energia dos fótons emitidos?

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a) Sabendo que o comprimento da luz ultravioleta é 300 nm, calcule a energia do fóton correspondente em elétrons-volts. Adote a constante de Planck = 4,14 x 10-15 eV.s

Sendo λ = 300 nm = 3x10-7 m h = 4,14 x 10-15 eV V = λ. F v = 3 x 108 m/s 3 x 108 = 3x10-7 . F f = 1015 Hz Logo a energia de 1 fóton ( n = 1 ) é: E = h.f E = 4,14 x 10-15 . 1015 = 4,14 eV

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b) Se a potência de uma dessas lâmpadas for dobrada, o que acontece com a energia dos fótons emitidos? Não muda, pois a energia dos fótons depende da frequência da luz e não da intensidade.

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EFEITO COMPTON

• Físico Arthur H. Compton ( 1923 ) • Raio-x • Fóton incidente

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DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA

• Christian Huygens ( 1677 ) • Thomas Young ( 1801) • Louis de Broglie ( 1924 )

O comprimento de onda de onda associado é denominado comprimento de onda de De Broglie, e é definido como:

λ = h Q

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MODELO ATÔMICO DE BOHR

h. f = Ee - Ei

Onde: Ee = energia da órbita mais externa, de maior energia Ei = energia da órbita mais interna, de maior energia

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MODELO ATÔMICO ATUAL

PRÓTON ( Carga + 1e )

Nêutron ( Carga zero )

1 Quark down ( carga -1/3 e) 2 Quark up ( carga +2/3 e )

1 Quark up ( carga +2/3 e) 2 Quark down ( carga -1/3 e )

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PRINCÍPIO DA INCERTEZA

Heisemberg diz que é impossível conhecer ao mesmo tempo a posição e a velocidade exata de qualquer partícula e isso se deve as limitações da teoria quântica. Esse comportamento é estudado estatisticamente.

MECÂNICA QUÂNTICA

Surge porque alguns resultados só são possíveis para o átomo de hidrogênio

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