fisica moderna

Páginas: 8 (1808 palavras) Publicado: 22 de outubro de 2013
trodução

Em uma exposição sucinta, veremos que as idéias e conceitos da Física Moderna foram desenvolvidas num espaço de tempo de cerca de três décadas. Vamos nos restringir à história da Mecânica Quântica, embora a Teoria da Relatividade de Einstein seja outro marco no surgimento da Física Moderna.

Certamente você já sentiu o calorzinho que emana de uma panela quente ou de uma lâmpadaincandescente acesa. O que nos causa essa sensação de calor são ondas eletromagnéticas que irradiam dos corpos, de todos os corpos, o tempo todo. É precisamente nos esforços para descrever essas prosaicas emanações que vamos encontrar a semente que germinou e deu origem à Mecânica Quântica.

Para se ter uma idéia de um dos problemas que os cientistas do final do século XIX enfrentavam, semconseguir resolver, examinemos a figura 1. Quem não está familiarizado com gráficos não deve desanimar. Pode ignorar esta parte de nosso texto e prosseguir sem prejuízo para o entendimento do resto do artigo.



Figura 1

No eixo dos x mostram-se os comprimentos de onda das radiações eletromagnéticas, medidos em nanômetros, isto é, em milionésimos de milímetro. No eixo dos y vemos as intensidadesdas radiações em unidades arbitrárias.

As curvas coloridas representam os resultados observados experimentalmente com um corpo negro. (Em física, corpo negro é a idealização de um corpo que absorve toda a luz que incide nele. Como absorve toda a luz, ele não reflete nenhuma, daí ser 'negro'). Em laboratório é um pequeno "forno" completamente fechado, mas com um orifício. Esquentando-se o forno,o calor, isto é, as radiações eletromagnéticas escapam pelo orifício e são captadas e analisadas.

A curva vermelha é obtida quando o corpo irradia à temperatura de 3.000 kelvins; a verde, a 4.000 kelvins; e, a azul, a 5.000 kelvins. (Para se ter uma idéia quantitativa da medida kelvin para temperatura, tenha em mente que a água ferve a aproximadamente 370 kelvins). A curva preta, que descedesde o infinito, é a previsão teórica, para temperatura de 5.000 kelvins, baseada nomodelo clássico da época (modelo de Rayleigh e Jeans). Ela deveria se ajustar à curva azul. Como se vê, a "explicação" era um desastre, causando muito desconforto aos físicos.

Naquela época (1900), Lord Kelvin (William Thomson) afirmou, numa reunião da Associação Britânica para o Progresso da Ciência, que "nadamais há para ser descoberto na Física. Tudo que falta é apenas fazer medidas mais e mais precisas". Que otimismo! Referindo-se ao problema da radiação do corpo negro, ele disse que se tratava apenas de uma das duas nuvenzinhas que ainda pairavam no tranqüilo céu da Física. A outra estava associada à explicação do resultado negativo da experiência de Michelson-Morley, que pretendia comprovar aexistência do éter. Mais uma vez demonstrou Lord Kelvin que, como profeta, ele era uma catástrofe, pois foi dessas duas nuvenzinhas que desencadearam violentas tempestades que mudaram a Física, e os cientistas, para sempre. Uma delas conduziu ao desenvolvimento da Mecânica Quântica; a outra, à Teoria da Relatividade.


Pacotes de energia

Diante da impossibilidade de se resolver o problema mencionadona seção anterior com as teorias vigentes na época, Max Planck, em uma das reuniões da Sociedade Alemã de Física em 1900, sugeriu que a radiação de energia eletromagnética se dá na forma de pacotes discretos. Planck quantizou a energia eletromagnética. Foi necessária muita coragem (ou desespero, como ele mesmo afirmou?) para esta subversão, pois considerava-se e aceitava-se que a energiaeletromagnética era transportada por ondas, e ondas são entidades contínuas. Para Planck, contudo, sua proposta era apenas uma espécie de truque matemático para resolver o problema da radiação do corpo negro. Quando abordado, Planck insistia em que sua hipótese era apenas um recurso matemático, sem maior significado físico. Somente se convenceu da realidade física de sua hipótese após os trabalhos...
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