Introdução à Física Elétrica. Prof. Marco Simões

Transcrição

1 Introdução à Física Elétrica Prof. Marco Simões

2 Primeiras observações da eletricidade Por volta de 600 a.c. o filósofo grego Tales de Mileto notou que ao se atritar pele animal com o âmbar, ele passava a atrair objetos leves, tais como palha, pelos e penas. Ele notou também que se o âmbar fosse atritado por tempo suficiente, uma faísca saltaria dele. Âmbar, em grego, é eléktro.

3 Primeiras observações do magnetismo Foi também Tales que observou que certo minério da região da Magnésia, província grega, tinha a capacidade de atrair pedaços de ferro. O minério é a magnetita, imã natural.

4 William Gilbert ( ) Físico e médico inglês Primeiro a estudar o magnetismo sistematicamente Propôs que a Terra se comportava com um imã ao atrair a agula da bússola

5 Otto von Guericke ( ) Físico alemão Em 1672 construiu a primeira máquina de eletrização por atrito

6 Luigi Galvani ( ) Médico e físico italiano Observou a relação entre os impulsos nervosos e a corrente elétrica

7 Alessandro Volta ( ) Físico italiano Em 1801, a partir dos estudos de Galvani, construiu a primeira pilha elétrica, capaz de gerar energia a partir de reações químicas

8 Benjamin Franklin ( ) Foi, entre muitas coisas, cientista No famoso experimento da pipa, demonstrou que os relâmpagos eram descargas elétrica Inventou o para-raios

9 Hans Christian Oersted ( ) Físico e químico dinamarquês Relacionou a eletricidade com o magnetismo, dando início ao eletromagnetismo

10 Eletromagnetismo Eletricidade e magnetismo permaneceram como fenômenos distintos até a experiência de Hans C. Oersted, em 1820.

11 Michael Faraday ( ) Inglês, foi um dos físicos mais influentes de todos os tempos Observou e estudou o fenômeno da indução magnética

12 James Clerk Maxwell ( ) Físico e matemático escocês Reuniu matematicamente os princípios da eletricidade e magnetismo conhecidos, unificando-os em 4 equações, consideradas, na eletricidade, o que as leis de Newton são na mecânica Juntou a eletricidade, luz e outras radiações como formas de diferentes do mesmo fenômeno Seus estudos serviram de base para a Teoria da Relatividade, de Einstein

13 Essa relação remete à natureza da matéria Demócrito (460 a 370 a.c.) com seu professor Leucipo, foram os criadores da teoria atômica, ou do atomismo. De acordo com essa teoria, tudo o que existe é composto por elementos indivisíveis chamados átomos (do grego, "a", negação e "tomo", divisível; átomo= indivisível) Aristóteles e outros filósofos acreditavam que a matéria era contínua, isto é, poderia ser dividida infinitamente

14 Evolução dos modelos atômicos O modelo atômico atual é o resultado de uma série de intuições e descobertas, que tiveram início com Leucipo e Demócrito, filósofos gregos. Demócrito 400 ac Dalton 1800 Thomson 1900 Rutherford 1911 Bohr 1913

15 John Dalton ( ) Em 1808, Dalton propôs a teoria do modelo atômico, onde o átomo é uma minúscula esfera maciça, impenetrável, indestrutível, indivisível e sem carga. Todos os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos. Seu modelo atômico foi chamado de modelo atômico da bola de bilhar.

16 Joseph John Tomson ( ) Em 1904, Thomson descobriu o elétron ao observar que a corrente elétrica pode fluir mesmo no váculo. A essa partícula que podia transportar a energia elétrica chamou de elétron. Com isso, concluiu que os átomos seriam uma matriz positiva, incrustrada com partículas negativas, semelhante a um pudim de ameixas.

17 Ernest Rutherford ( ) Rutherford em 1911, demonstrou que o átomo era composto de um núcleo sólido, onde a maior parte da massa está concentrada, com os elétrons girando ao seu redor, como um sistema planetário.

18 Experimento de Rutherford O modelo atômico planetário

19 O experimento de Rutherford

20 Niels Bohr ( ) Pelo modelo de Rutherford, os elétrons eventualmente cairiam no núcleo, pois perdem energia ao se moverem. Niels Bohr aprimorou o modelo de Rutherford por propor que os elétrons permanecem em camadas, ou níveis, em um estado energético que não se altera, aplicando os princípios da mecânica quântica, de Plank e Einstein. Os ganhos ou perdas de energia se dão em quantidades finitas (quanta) chamadas fótons. Ao ganhar um quantum, saltam para a camada acima, e perdem um fóton ao irem para uma camada inferior.

21 O começo de tudo O Big Bang No início, apenas léptons, quarks e bósons 13 a 14 bilhões de anos atrás; a Terra e o Sol têm cerca de 4,5 bilhões de anos

22 Formação das partículas atômicas

23 Interações básicas que se estabeleceram Todas as diferentes forças observadas na Natureza podem ser entendidas em termos de quatro interações básicas: Interação nuclear forte (ou hadrônica); Interação eletromagnética; Interação nuclear fraca; Interação gravitacional. Certas partículas participam das quatro interações, enquanto outras participam de apenas algumas delas. A teoria que identifica essas partículas e especifica suas interações é o Modelo Padrão da Física de Partículas.

24 O Modelo Padrão O Modelo Padrão tenta sistematizar o conhecimento adquirido sobre as partículas subatômicas e as interações fundamentais da natureza

25 Mas tudo isso é só a menor parte do universo... 73% 23% 4,6%