Física Quântica

(Y...) Física Quântica – Devido a “problemas” somente parte do conteúdo esperado

Física Quântica – Aula 1
Quantização de carga elétrica
Lei de Faraday (Michael Faraday, 1791-1867): Desenvolvidas para estimar a ordem de grandeza das cargas elétricas associadas aos átomos.
Faraday estudou a condução da eletricidade em soluções fracamente condutoras.
Descobriu que uma quantidade de eletricidade igual a 96.500C (chamada de Faraday) decompõe um número de Avogadro (NA) de um íon monovalente. Concluiu que todos os íons monovalentes possuem a mesma carga elétrica:
F = NAe
Equação chamada de lei de Faraday da eletrólise.
Quando propôs esta relação o único valor que se podia medir era F. NA e e não eram conhecidos.
Em 1874, Stoney estimou, a partir da teoria cinética dos gases, o valor de e em
10-20C.
Em 1896, Zeeman estimou a relação entre q/m em 1,6x1011 C/kg (o valor usado hoje é de 1,759x1011C/kg), a partir de experimentos com as linhas espectrais de átomos quando submetidos a campos magnéticos.

Descoberta do elétron
J. J. Thomson determinou a relação q/m para os raios catódicos. Ao considerar a carga estimada por Stoney, a massa das partículas seria apenas um pequena fração da massa do átomo de hidrogênio.
Sabendo-se que os raios catódicos eram compostos por partículas de cargas negativas, a partir de experimento realizado por J. Perrin, ao medir q/m dos raios catódicos, Thomson havia descoberto do elétron.

Explicação do experimento de J.J. Thomson
Conceito: Quando partículas passam por um campo magnético cuja direção seja perpendicular a direção das partículas, estas passam a se mover em trajetória circular. O raio que as partículas farão poderá ser determinado a partir da segunda lei de Newton, fazendo a força magnética igual a massa multiplicada pela aceleração centrípeta:

Thomson utilizou um tubo de raios catódicos. Quando um gás no interior de um tubo de raios catódicos é excitado por uma descarga elétrica até emitir luz e a