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1 Página 1 de 17 FNC Valdir Bindilatti 30/agosto/2004

2 O caminho das ondas Página 2 de 17

3 O caminho das ondas Linhas de Fraunhofer Página 2 de 17 Joseph von Fraunhofer (6/3/1787 7/6/1826) Inventou o espectroscópio em 1814 e foi o primeiro a investigar seriamente as linhas escuras presentes no espectro solar.

4 O caminho das ondas Linhas de Fraunhofer Página 2 de 17 Joseph von Fraunhofer (6/3/1787 7/6/1826) Inventou o espectroscópio em 1814 e foi o primeiro a investigar seriamente as linhas escuras presentes no espectro solar.

5 O espectro solar Região visível do espectro solar. Página 3 de 17

6 O espectro solar Região visível do espectro solar. Página 3 de 17 Ampliação da região visível do espectro solar. Note a presença de centenas de faixas escuras superpostas ao espectro contínuo.

7 Radiação térmica Gustav Robert Kirchoff (12/3/ /10/1887) Kirchoff formulou suas lei para os circuitos elétricos em 1845, enquanto ainda estudante. Ele propôs sua lei sobre a radiação térmica em 1859, e deu uma prova em Ele cunhou o termo radiação de corpo negro em Página 4 de 17

8 Radiação térmica Gustav Robert Kirchoff (12/3/ /10/1887) Kirchoff formulou suas lei para os circuitos elétricos em 1845, enquanto ainda estudante. Ele propôs sua lei sobre a radiação térmica em 1859, e deu uma prova em Ele cunhou o termo radiação de corpo negro em Página 4 de 17 Leis empíricas sobre a composição espectral da luz emitida por objetos incandescentes formuladas por Kirchoff. 1. Objetos sólidos quentes produzem luz com um espectro contínuo; 2. Gases quentes e rarefeitos produzem luz com linhas espectrais em comprimentos de onda discretos, que são característicos do gás. 3. Um objeto sólido e quente envolvido por um gás rarefeito e frio produz luz com um espectro quase contínuo, que tem lacunas em comprimentos de onda discretos que dependem do gás envolvente.

9 Página 5 de 17 Ondas eletromagnéticas James Clerk Maxwell (13/6/1831-5/11/1879) Físico escocês que demonstrou que as forças elétricas e magnéticas são dois aspectos diferentes do mesmo fenômeno, o eletromagnetismo. Maxwell mostrou que os campos magnético e elétrico atravessam o espaço, sob a forma de ondas, à velocidade da luz. Defendeu que a luz é uma forma de radiação eletromagnética.

10 Heinrich Rudolf Hertz (22/2/1857-1/1/1894). Físico alemão cujo nome foi dado à unidade SI de freqüência. Em 1888, ele foi o primeiro a demonstrar a existência da radiação eletromagnética através da construção de dispositivos para produzir ondas de rádio. Página 6 de 17

11 Heinrich Rudolf Hertz (22/2/1857-1/1/1894). Físico alemão cujo nome foi dado à unidade SI de freqüência. Em 1888, ele foi o primeiro a demonstrar a existência da radiação eletromagnética através da construção de dispositivos para produzir ondas de rádio. Página 6 de 17 Ele reformulou as equações de Maxwell levando em conta a inexistência do éter luminífero. Através de experimentos, provou que sinais elétricos viajam através do espaço aberto, como predito por Maxwell e Faraday.

12 Heinrich Rudolf Hertz (22/2/1857-1/1/1894). Físico alemão cujo nome foi dado à unidade SI de freqüência. Em 1888, ele foi o primeiro a demonstrar a existência da radiação eletromagnética através da construção de dispositivos para produzir ondas de rádio. Página 6 de 17 Ele reformulou as equações de Maxwell levando em conta a inexistência do éter luminífero. Através de experimentos, provou que sinais elétricos viajam através do espaço aberto, como predito por Maxwell e Faraday. Nos mesmos experimentos ele também descobriu o efeito foto-elétrico, quando notou que um objeto carregado perde sua carga mais rapidamente quando iluminado.

13 Raios-X Página 7 de 17 Wilhelm Conrad Röntgen (27/3/ /2/1923) Cientista alemão, da Universidade de Würzburg, que, em 8 de novembro de 1895, produziu radiação eletromagnética que agora é conhecida como raios-x.

14 Nascimento da Mecânica Quântica Max Planck ( ) Físico alemão que, em 1900, formulou uma equação descrevendo o espectro da radiação de corpo negro. Página 8 de 17

15 Nascimento da Mecânica Quântica Max Planck ( ) Físico alemão que, em 1900, formulou uma equação descrevendo o espectro da radiação de corpo negro. Página 8 de 17 O espectro de Planck foi obtido postulando que a energia era diretamente proporcional à freqüência (E = hν). Planck acreditava que esta quantização se aplicava apenas à absorção e emissão de radiação pela matéria. Entretanto ela se tornou muito mais geral do que ele poderia imaginar.

16 E a onda se torna partícula Albert Einstein ( ) Página 9 de 17

17 E a onda se torna partícula Albert Einstein ( ) Página 9 de 17 Em 1905, Einstein explicou o efeito foto-elétrico, através da hipótese de que a luz consiste de partículas (chamadas fótons) com energia E = hν, onde h é uma constante conhecida como constante de Plank, e ν a freqüência da luz. Esta hipótese representou uma extensão da quantização de Planck. A equação que Einstein desenvolveu foi experimentalmente verificada por Millikan em 1916.

18 O caminho das partículas Página 10 de 17

19 O caminho das partículas A hipótese de Avogadro Página 10 de 17 Conde Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto (Turin, 9/8/1776-9/7/1856)

20 O caminho das partículas A hipótese de Avogadro Página 10 de 17 Conde Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto (Turin, 9/8/1776-9/7/1856) Hipótese de Avogadro: volumes iguais de gases sob as mesmas condições de temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas. Esta suposição implica que as massas das moléculas são proporcionais às densidades dos gases.

21 A descoberta do elétron Joseph John Thomson (18/12/ /8/1940) Físico inglês, descobridor do elétron. Página 11 de 17

22 A descoberta do elétron Joseph John Thomson (18/12/ /8/1940) Físico inglês, descobridor do elétron. Página 11 de 17 Influenciado pelo trabalho de Maxwell e a descoberta dos raios-x, deduziu que os raios catódicos consistem de partículas carregadas negativamente, a que ele chamou corpúsculos, e que agora são conhecidas como elétrons. O elétron havia sido proposto anteriormente, por G. Johnstone Stoney, como a unidade de carga em eletroquímica, mas Thompson compreendeu que ele era também uma partícula sub-atômica, a primeira a ser descoberta.

23 O átomo nuclear Ernest Rutherford (30/8/ /10/1937), O chamado pai da física nuclear, introduziu o modelo orbital do átomo. Página 12 de 17

24 O átomo nuclear Ernest Rutherford (30/8/ /10/1937), O chamado pai da física nuclear, introduziu o modelo orbital do átomo. Página 12 de 17 Quando Rutherford fez sua descoberta, se imaginava o átomo como sendo uma espécie de pudim de ameixas com as cargas positivas e negativas misturadas como os ingredientes de um bolo. Rutherford conduziu um experimento em que um feixe de partículas alfa era disparado contra finas películas de ouro. Se o modelo de pudim de ameixa fosse correto, se esperaria que a vasta maioria das partículas alfa seriam aprisionadas pelos átomos, enquanto outras passariam através deles. Os resultados foram intrigantes. A maioria das partículas na verdade passavam através das películas, enquanto algumas eram desviadas por ângulos muito grandes (mais de 90 ). Rutherford concluiu que a maior parte da massa dos átomos estava concentrada numa diminuta região carregada (o núcleo) rodeado por elétrons. Quando uma partícula alfa (positiva) se aproximava suficientemente do núcleo era repelida fortemente o suficiente para ser desviada consideravelmente. O pequeno tamanho do núcleo explicava o pequeno número de partículas desviadas desta maneira. Rutherford mostrou, usando o novo método, que o tamanho do núcleo era da ordem de m.

25 Teoria para os espectros atômicos Niels Henrik David Bohr (7/10/ /11/1962) Físico dinamarquês, que fez contribuições essenciais para o entendimento da estrutura atômica e da Mecânica Quântica Página 13 de 17

26 Teoria para os espectros atômicos Niels Henrik David Bohr (7/10/ /11/1962) Físico dinamarquês, que fez contribuições essenciais para o entendimento da estrutura atômica e da Mecânica Quântica Página 13 de 17 Modelo de Bohr para a estrutura atômica: elétrons viajam em órbitas em torno do núcleo do átomo; as propriedades químicas dos elementos são determinadas principalmente pelo número de elétrons nas órbitas mais afastadas. Um elétron pode cair de uma órbita de alta energia para uma de energia mais baixa, emitindo um fóton de energia bem definida (isto se tornou a base da teoria quântica).

27 E a partícula de torna onda Louis Victor Pierre Raymond (Louis de Broglie) (15/8/ /3/1987) Físico francês que propôs a natureza ondulatória da matéria. Página 14 de 17

28 E a partícula de torna onda Louis Victor Pierre Raymond (Louis de Broglie) (15/8/ /3/1987) Físico francês que propôs a natureza ondulatória da matéria. Página 14 de 17 Hipótese de de Broglie: Toda matéria tem uma natureza ondulatória. O comprimento de onda λ se relaciona com o momento linear p pela equação λ = h/p, em que h é a constante de Planck.

29 A Mecânica Quântica Teoria de Schrödinger Erwin Schrödinger (12/8/887 4/1/1961) Físico austríaco, famoso por suas contribuições à mecânica quântica, especialmente a Equação de Schrödinger. Página 15 de 17

30 A Mecânica Quântica Teoria de Schrödinger Erwin Schrödinger (12/8/887 4/1/1961) Físico austríaco, famoso por suas contribuições à mecânica quântica, especialmente a Equação de Schrödinger. Página 15 de : Schrödinger publica em Annalen der Physik o artigor Quantisierung als Eigenwertproblem [Quantização como um problema de auto-valores].

31 Teoria de Heisenberg Werner Karl Heisenberg (5/12/1901 1/2/1976) Um dos fundadores da Mecânica Quäntica Página 16 de 17

32 Teoria de Heisenberg Werner Karl Heisenberg (5/12/1901 1/2/1976) Um dos fundadores da Mecânica Quäntica Página 16 de 17 Inventou a Mecânica Matricial, primeira formalização da mecânica quântica em Seu princípio da incerteza, descoberto em 1927, estabelece que a determinação simultânea da posição e momento de uma partícula necessariamente contém erros, sendo o produto das duas incertezas não menor que uma certa constante. Juntamente com Bohr, ele formulou a interpretação de Copenhagen da mecânica quântica.

33 Página 17 de 17 Programa de FNC A radiação térmica e a quantização de Planck 2. Propriedades corpusculares da radiação eletromagnética: fótons 3. A natureza atômica da matéria 4. Propriedades ondulatórias da matéria 5. A teoria de Schrödinger da Mecânica Quântica 6. Aplicações da teoria de Schrödinger