Introdução à Física Elétrica. Prof. Marco Simões

Transcrição

1 Introdução à Física Elétrica Prof. Marco Simões

2 Ao final dessa aula você Conhecerá o início do estudo da eletricidade e magnetismo Saberá de alguns dos cientistas que tiveram um papel no desenvolvimento essa área Relembrará o desenvolvimento dos principais modelos atômicos Verificará a relação entre esse desenvolvimento e a origem do Universo

3 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.

4 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.

5 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

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

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

8 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

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

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

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

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

13 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

14 Evolução dos modelos atômicos 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

15 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

16 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.

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

18 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.

19 Experimento de Rutherford O modelo atômico planetário

20 Niels Bohr ( ) Pelo modelo de Rutherford, os elétrons eventualmente cairiam no núcleo, pois perdem energia ao se moverem. Niels Bohr, na década de 1920, 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 O Modelo Padrão O Modelo Padrão tenta sistematizar o conhecimento adquirido sobre as partículas subatômicas e as interações fundamentais da natureza

24 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.

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