Pontilhismo (as partes compõem o todo) La Parade (Georges-Pierre Seurat 1889) Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

Transcrição

1 Pontilhismo (as partes compõem o todo) La Parade (Georges-Pierre Seurat 1889)

2 14/12/1900: Início da Física Moderna - Quantização da Energia Max Planck ( ) - Planck postulou que a matéria só poderia emitir ou absorver energia em pequenas quantidades (pacotes), chamadas Quanta ou Fóton. - A energia é limitada a múltiplos inteiros da energia fundamental E (analogia - bola de sorvete). - Planck utiliza conceitos de unidade quântica para descrever as propriedades das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação.

3 Albert Einstein ( ) - Maior físico teórico de todos os tempos. - Nasce na Alemanha. Judeu. - Maja, sua irmã e melhor amiga. - Falou aos 3 anos de idade. - Fluência em alemão só aos 10 anos. - Aos 6 anos seu pai lhe mostrou uma bússola despertou sua curiosidade.

4 - Só era bom em matemática e estudava por conta própria. - Amava a música. Tocava piano e violino. - Não ia bem na escola. - Ele nunca terá sucesso em nada disse o diretor : reprovado no exame da Escola Politécnica de Zurique.

5 Segunda tentativa: entrou! Queria ser professor de física e matemática. - Estudava o que queria. - Teve dois grandes amigos Mileva e Marcel Grossman (21 anos): se formou mas não foi contratado. - Grossman conseguiu um emprego num escritório de patentes suíço (22 anos): teve um filho com Mileva que foi dado para adoção : casamento com Mileva (católica).

6 (26 anos): Ano milagroso para Einstein. - Nasce o querido filho Hans (anotações no carrinho) - Publicou 3 artigos científicos (Quantum, Efeito Fotoelétrico, Teoria da Relatividade Restrita). - Artigo sobre Relatividade Restrita: completamente teórico, não há nenhum comentário ou citação bibliográfica palavras em apenas 5 semanas. Foi considerado tão revolucionário quanto o Principia de Newton. Relacionou matematicamente energia e massa (E = m. c²) (30 anos): contratado como professor de física na Universidade de Zurique e depois na Politécnica : divorcia-se.

7 (36 anos): Teoria da Relatividade Geral : casa-se com a prima Elsa.

8 Para espairecer...

9 Sir Arthur Eddington procurou evidências para testar a teoria da Relatividade Geral. Expedições ao Brasil e à África. Eclipse total confirmação da teoria.

10 (42 anos): eleito membro da Sociedade Real Inglesa. Prêmio Nobel da Física (Efeito Fotoelétrico).

11 - 1925: Palestras na América Latina (Argentina, Uruguai e Brasil) (48 anos): começou desenvolver os fundamentos da Mecânica Quântica com o físico dinamarquês Niels Bohr.

12 (49 anos): Muda-se para os Estados Unidos após o partido nazista ter iniciado uma campanha contra a ciência judia (60 anos): Estimula o presidente Roosevelt a desenvolver pesquisa nuclear para combater Hitler. Projeto Manhattan produção das primeiras armas atômicas do mundo (73 anos): Rejeita a proposta de ser presidente de Israel : Uma semana antes de sua morte concorda em assinar o manifesto para o abandono das armas nucleares. 18 de abril: morre de ataque cardíaco aos 76 anos. Ele dizia ter um pensamento abstrato e matemático, falta de imaginação e de habilidades práticas. A verdade de uma teoria está na Einstein e Robert Oppenheimer mente, não nos olhos.

13 Energia Nuclear?

14 Fissão do 235 U 235 U + 1 n 140 Ba + 93 Kr n + ΔE Para cada 1 g de 235 U: reação em cadeia m REAGENTES = 236,053 u m PRODUTOS = 235,869 u Δm = 0,78 mg = 0, Kg E = m. c² (equivalência massa/energia) ΔE = Δm. c² ΔE = 0, kg x ( m/s)² ΔE = 0, kg. m²/s² ΔE = 7 x J

15 Bomba Atômica de Fissão Litlle Boy Explosão equivalente a toneladas (20 kilotons) de TNT.

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17 - Newton dizia que o tempo é absoluto e flui uniformemente sem relação a qualquer outra coisa externa. - Newton (força de atração gravitacional vinculada à massa dos corpos). - Einstein dizia que a velocidade da luz era absoluta. - Para Einstein a gravidade é a curvatura do espaço tempo. - O que Newton havia feito pelo entendimento da gravidade, Einstein fez pela nossa visão de espaço e tempo, mudando o curso da Física. 1905: Teoria da Relatividade Restrita ou Especial (Dilatação do tempo e contração do espaço). 1915: Einstein generalizou sua teoria incluindo a gravitação Teoria da Relatividade Geral.

18 Absoluto ou Relativo? Uma grandeza física é absoluta quando sua medida independe do observador ou do referencial adotado. Uma grandeza será relativa quando observadores diferentes, em referenciais distintos, medem diferentes valores para a mesma grandeza.

19 A trajetória de um corpo é relativa (pois depende de quem a observa).

20 Ex 1, p.45 Velocidade Relativa (velocidade com que um corpo enxerga outro) V B,A = V B -V A V B,A é V de B vista de A (em relação a A) Referência V A =70 km/h, V C = 60 km/h, V D =50 km/h, V B =-80 km/h V B,A = V C,A = V B -V A V C -V A = = -150 km/h = = -10 km/h As medidas de velocidade são sempre relativas (pois dependem do observador ou do referencial adotado).

21 De acordo com Einstein, a velocidade da luz é independente da velocidade da fonte. É uma grandeza absoluta (independe do observador). Os Postulados de Einstein Fundamento da Teoria da Relatividade Especial (Relatividade Restrita) 1) A luz deveria viajar com velocidade absoluta e constante de valor igual a c = Km/s (medida por Fizeau em 1849) 2) O movimento absoluto uniforme (R = 0) não pode ser detectado, mas o acelerado pode. IN IN v = 0 v 0 O ponteiro da balança permite detectar aceleração Colégio P Santa Cruz - Ensino PMédio - Profª Beth

22 Salvador Dalí. The Persistence of Memory. 1931

23 Dilatação Temporal Evento: algo que acontece numa dada posição num dado tempo Evento estudado: a luz que pisca dentro de um trem em movimento (MRU) espelho v T Δt : tempo de subida da luz Para Buzz (observador dentro): v = ΔS Δt h c = h Δt B Δt B = h c

24 Para Woody (observador de fora vendo o trem em movimento): L : distância percorrida pela luz na ida (subida) d T : distância percorrida pelo trem enquanto a luz subia Δt W : tempo de subida da luz v T L d T Δt W h

25 L d T Δt W 2 h Pitágoras: L 2 = d T 2 + h 2 c.δt W 2 = vt.δt W 2 + h 2 Δt W = h c2 v 2 T v = ΔS Δt ΔS = v. Δt L = c. Δt W d T = v T. Δt W c 2.Δt W 2 vt 2.ΔtW 2 = h 2 c 2 v T 2. ΔtW 2 = h 2 Δt W 2 = h 2 c2 v T 2 Δt W = h2 c2 v T 2 h Δt W = 2 c2. v c2 T c2 h Δt W = v 2 T c2 1 c2 Δt W = h c. 1 v 2 T 1 c2

26 Δt W = h c. 1 v 2 T 1 c2 γ = 1 1 v 2 T c2 Δt W = Δt B. γ Fator Relativístico γ > 1 v < c Δt B = h c Tempo próprio (medido dentro do trem) Δt W = Δt B. 1 1 v 2 T c2 Tempo dilatado (medido fora do trem) Pra quem está fora, a velocidade é tão alta que é como se o tempo não acompanhasse. Ele flui mais lentamente. (Relógios atômicos) 1972

27 Como Woody vê o tamanho do trem?

28 constante c = ΔS Δt ΔS e Δt Se ajustam para garantir que a velocidade seja constante A partir de então, o tempo é a 4ª Dimensão. Dilatação do tempo e Contração do Espaço acontecem quando a velocidade do corpo é próxima à velocidade da luz. Leis de Newton baixas velocidades Teorias de Einstein altíssimas velocidades (n.c)

29 The fabric of the Cosmos- Brian Greene Vídeo - Newton Einstein (de 9min20 a 20min55) de Einstein até buraco negro

30 O espaço-tempo é curvado pela presença de massas grandes. Essa curvatura é o campo gravitacional. Buraco negro: (acima de 25 M S )

31 Diâmetro do buraco negro

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