Física Quântica: o que é isso?
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Física Quântica: o que é isso?

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Começamos a apresentação discutindo

Começamos a apresentação discutindo
o significado da palavra "quântico" e como ela descreve várias situações que ocorrem ao nosso redor sem nos apercebermos disso.

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  • é engraçado ontem uma pessoa amiga falou de quãntica,ele percebe mesmo é o mundo dele.
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  • A professora MTThomas é simplesmente divina pois tem uma maneira especial de ver o universo quântico e esses slides comprovam se duvidar veja-os são fantásticos
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Física Quântica: o que é isso? Física Quântica: o que é isso? Presentation Transcript

  • ˆ ´ F´sica Quantica: o que e isso? ı M.T. Thomaz mariateresa.thomaz@gmail.com Instituto de F´sica, UFF ı ¸˜ Apresentacao: 1 ˆ O significado da palavra ”quantico” 2 ¸ ´ Comecando a conhecer o atomo 3 ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico 4 ı ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” 5 ı ˆ F´sica Quantica 6 ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 1 / 38
  • ´ Dedicatoria: ´ ´ ´Este seminario e dedicado ao Prof. Jorge Andre Swieca e ˆao Prof. Antonio Fernando R. de Toledo PizaM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 2 / 38
  • ´ Dedicatoria: ´ ´ ´Este seminario e dedicado ao Prof. Jorge Andre Swieca e ˆao Prof. Antonio Fernando R. de Toledo Piza ´ Prof. Jorge Andre Swieca ˆ Prof. Antonio Fernando R. de Toledo PizaM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 2 / 38 View slide
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ˆ1. O significado da palavra ”quantico” ˆ ´ ¸˜A palavra ”quantico” e a traducao de ”quantum”. Mas, o que significa”quantum”?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 3 / 38 View slide
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ˆ1. O significado da palavra ”quantico” ˆ ´ ¸˜A palavra ”quantico” e a traducao de ”quantum”. Mas, o que significa”quantum”? • Dicionario Priberam da L´ngua Portuguesa: ´ ı ”quantum”: palavra latina que significa ”que quantidade”. Plural: quanta.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 3 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ˆ1. O significado da palavra ”quantico” ˆ ´ ¸˜A palavra ”quantico” e a traducao de ”quantum”. Mas, o que significa”quantum”? • Dicionario Priberam da L´ngua Portuguesa: ´ ı ”quantum”: palavra latina que significa ”que quantidade”. Plural: quanta. • Wikipedia (internet): ´ ´ ´ ”quantum”: e o termo generico que significa quantidade elementar, como se infere da etimologia da palavra, uma ´ quantidade, unitaria, de algo de natureza qualquer, abstrata ou ´ concreta. Seu plural e quanta.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 3 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ˆ1. O significado da palavra ”quantico” ˆ ´ ¸˜A palavra ”quantico” e a traducao de ”quantum”. Mas, o que significa”quantum”? • Dicionario Priberam da L´ngua Portuguesa: ´ ı ”quantum”: palavra latina que significa ”que quantidade”. Plural: quanta. • Wikipedia (internet): ´ ´ ´ ”quantum”: e o termo generico que significa quantidade elementar, como se infere da etimologia da palavra, uma ´ quantidade, unitaria, de algo de natureza qualquer, abstrata ou ´ concreta. Seu plural e quanta. ´ O mundo que nos cerca e quantizado?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 3 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinadoM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinadoM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinado podemos dar qualquer tamanho de passo para subir/descer o plano inclinado. O tamanho do passo pode variar continuamente.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinado podemos dar qualquer tamanho de passo para subir/descer o plano inclinado. O tamanho do passo pode variar continuamente.No entanto, para subir uma escada...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinado podemos dar qualquer tamanho de passo para subir/descer o plano inclinado. O tamanho do passo pode variar continuamente.No entanto, para subir uma escada... Se pisarmos na meia-altura do ˜ degrau nao subimos/descemos a escada.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”O mundo que nos cerca:• Subida num plano inclinado podemos dar qualquer tamanho de passo para subir/descer o plano inclinado. O tamanho do passo pode variar continuamente.No entanto, para subir uma escada... Se pisarmos na meia-altura do ˜ degrau nao subimos/descemos a escada. ˜ Os nossos passos numa escada sao quantizados!!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 4 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ´ A gua do mar: ´ o volume da agua varia continuamente.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 5 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ´ A gua do mar: ´ o volume da agua varia continuamente. ´Mas se desejamos comprar agua:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 5 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ´ A gua do mar: ´ o volume da agua varia continuamente. ´Mas se desejamos comprar agua: ´ A agua vem em garrafas de: 500 ml, 1 l, 1.5 l, 2 l, 5 l, · · · ´ A quantidade de agua em cada garrafa e ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 5 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico” ´ A gua do mar: ´ o volume da agua varia continuamente. ´Mas se desejamos comprar agua: ´ A agua vem em garrafas de: 500 ml, 1 l, 1.5 l, 2 l, 5 l, · · · ´ A quantidade de agua em cada garrafa e quantizada. ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 5 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”Um mundo quantizado:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 6 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”Um mundo quantizado:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 6 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”Um mundo quantizado:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 6 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”Um mundo quantizado:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 6 / 38
  • ˆ O significado da palavra ”quantico”Um mundo quantizado:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 6 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´2. Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´Os qu´micos do seculo 19 nos ensinaram que os atomos sao os ı ˜ ˜tijolos da Natureza. Todos os materiais ao nosso redor sao constitu´dos ıdesses tijolos.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 7 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´2. Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´Os qu´micos do seculo 19 nos ensinaram que os atomos sao os ı ˜ ˜tijolos da Natureza. Todos os materiais ao nosso redor sao constitu´dos ıdesses tijolos. ´Ex: agua • 2 atomos de hidrogenio ´ ˆ • 1 atomo de oxigenio ´ ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 7 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´2. Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´Os qu´micos do seculo 19 nos ensinaram que os atomos sao os ı ˜ ˜tijolos da Natureza. Todos os materiais ao nosso redor sao constitu´dos ıdesses tijolos. ´Ex: agua • 2 atomos de hidrogenio ´ ˆ • 1 atomo de oxigenio ´ ˆ ˜ ´Do que sao feitos os atomos?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 7 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´2. Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´Os qu´micos do seculo 19 nos ensinaram que os atomos sao os ı ˜ ˜tijolos da Natureza. Todos os materiais ao nosso redor sao constitu´dos ıdesses tijolos. ´Ex: agua • 2 atomos de hidrogenio ´ ˆ • 1 atomo de oxigenio ´ ˆ ˜ ´Do que sao feitos os atomos? Joseph J. Thomson ´ estudando os raios catodicos, ´ descobriu o eletron em 1897.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 7 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´ ´Modelo do pudim de Thomson: a carga eletrica total do atomo e zero.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 8 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´ ´Modelo do pudim de Thomson: a carga eletrica total do atomo e zero. ´ ˜ Os eletrons sao as cerejas do pudim de Thomson.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 8 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´ ´Modelo do pudim de Thomson: a carga eletrica total do atomo e zero. ´ ˜ Os eletrons sao as cerejas do pudim de Thomson.Em 1910 E. Rutherford interpreta os dados experimentais de Hans ˜ ´ ´Geiger e Ernest Marsden e propoe no modelo planetario para o atomo:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 8 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´ ´Modelo do pudim de Thomson: a carga eletrica total do atomo e zero. ´ ˜ Os eletrons sao as cerejas do pudim de Thomson.Em 1910 E. Rutherford interpreta os dados experimentais de Hans ˜ ´ ´Geiger e Ernest Marsden e propoe no modelo planetario para o atomo: • atomo de hidrogenio: ´ ˆ ´ - 1 eletron: -1e - 1 nucleo: + 1e ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 8 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´ ´ ´Modelo do pudim de Thomson: a carga eletrica total do atomo e zero. ´ ˜ Os eletrons sao as cerejas do pudim de Thomson.Em 1910 E. Rutherford interpreta os dados experimentais de Hans ˜ ´ ´Geiger e Ernest Marsden e propoe no modelo planetario para o atomo: • atomo de hidrogenio: ´ ˆ ´ - 1 eletron: -1e - 1 nucleo: + 1e ´ • atomo de oxigenio: ´ ˆ ´ - 8 eletrons: -8e - 1 nucleo: + 8e ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 8 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´Qual o tamanho dos atomos? ´Comparamos o tamanho dos atomos com um objeto pequeno mas que aindapodemos ver:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 9 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´Qual o tamanho dos atomos? ´Comparamos o tamanho dos atomos com um objeto pequeno mas que aindapodemos ver: • espessura de 1 fio de cabelo: ∼ 0.1mm = 10−4 m • 1 raio atomico: ∼ 10−10 m. ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 9 / 38
  • ´ Comecando a conhecer o atomo ¸ ´Qual o tamanho dos atomos? ´Comparamos o tamanho dos atomos com um objeto pequeno mas que aindapodemos ver: • espessura de 1 fio de cabelo: ∼ 0.1mm = 10−4 m • 1 raio atomico: ∼ 10−10 m. ˆ espessura de 1 fio de cabelo 1 raio atomico ≈ ˆ 1.000.000 ´ ˆ ´ ˜ `Sera que os fenomenos que acontecem dentro do atomo sao iguais aquelesque vemos no mundo que nos cerca?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 9 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ¸˜ ˆ3. A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ No seculo 19 tivemos a ”Revolucao¸˜ ¸˜ Industrial” e com ela a fundicao l de metais que necessitavam de fornos a altas temperaturas.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 10 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ¸˜ ˆ3. A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ No seculo 19 tivemos a ”Revolucao¸˜ ¸˜ Industrial” e com ela a fundicao l de metais que necessitavam de fornos a altas temperaturas. ¸˜Qual a composicao da luz que sai da abertuta dos fornos?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 10 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ¸˜ ˆ3. A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ No seculo 19 tivemos a ”Revolucao¸˜ ¸˜ Industrial” e com ela a fundicao l de metais que necessitavam de fornos a altas temperaturas. ¸˜Qual a composicao da luz que sai da abertuta dos fornos?A resposta a esta pergunta e conhecida como o ”problema ´do corpo negro”.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 10 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ¸˜ ˆ3. A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ No seculo 19 tivemos a ”Revolucao¸˜ ¸˜ Industrial” e com ela a fundicao l de metais que necessitavam de fornos a altas temperaturas. ¸˜Qual a composicao da luz que sai da abertuta dos fornos?A resposta a esta pergunta e conhecida como o ”problema ´do corpo negro”.Relembrando: ´ a luz branca e uma mistura de ´ varias cores:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 10 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ¸˜ ˆ3. A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ No seculo 19 tivemos a ”Revolucao¸˜ ¸˜ Industrial” e com ela a fundicao l de metais que necessitavam de fornos a altas temperaturas. ¸˜Qual a composicao da luz que sai da abertuta dos fornos?A resposta a esta pergunta e conhecida como o ”problema ´do corpo negro”.Relembrando: ´ a luz branca e uma mistura de ´ varias cores:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 10 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda? λ : comprimento de onda c : velocidade da luz no vacuo ´ c ≈ 300.000 km sM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda? λ : comprimento de onda c : velocidade da luz no vacuo ´ c ≈ 300.000 km sO tempo T (per´odo) que o ponto A leva para chegar ao ponto B ı(percorrer 1 comprimento de onda): λ 1 c λ =c·T ⇒ T = ⇒ f = = . c T λM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda? λ : comprimento de onda c : velocidade da luz no vacuo ´ c ≈ 300.000 km sO tempo T (per´odo) que o ponto A leva para chegar ao ponto B ı(percorrer 1 comprimento de onda): λ 1 c λ =c·T ⇒ T = ⇒ f = = . c T λA frequencia f e o numero de vezes que a onda volta a ter o seu maior ˆ ´ ´valor durante o intervalo de tempo de 1s.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´A luz e uma onda que se desloca. O que caracteriza uma onda? λ : comprimento de onda c : velocidade da luz no vacuo ´ c ≈ 300.000 km sO tempo T (per´odo) que o ponto A leva para chegar ao ponto B ı(percorrer 1 comprimento de onda): λ 1 c λ =c·T ⇒ T = ⇒ f = = . c T λA frequencia f e o numero de vezes que a onda volta a ter o seu maior ˆ ´ ´valor durante o intervalo de tempo de 1s. luz vis´vel ı f (1012 1 ) s vermelha 400 − 484 ˆ Cada cor tem a sua frequencia. amarela 508 − 526 ˜ λ e f : sao caracter´sticas da ı azul 631 − 668 onda da luz.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 11 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´O que e um corpo negro?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 12 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´O que e um corpo negro? Um corpo que possui luz no seu ´ interior. Ele so permite que um pequeno feixe de luz saia dele.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 12 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´O que e um corpo negro? Um corpo que possui luz no seu ´ interior. Ele so permite que um pequeno feixe de luz saia dele.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 12 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´O que e um corpo negro? Um corpo que possui luz no seu ´ interior. Ele so permite que um pequeno feixe de luz saia dele. ´O que cria e mantem essa luz no interior do corpo negro?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 12 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´O que e um corpo negro? Um corpo que possui luz no seu ´ interior. Ele so permite que um pequeno feixe de luz saia dele. ´O que cria e mantem essa luz no interior do corpo negro? ˜ ´As parede do corpo negro sao feitas de atomos. A luz que existe no ´ ¸˜interior do corpo negro e mantida pela interacao dessa luz com asparedes internas do corpo negro.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 12 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”? • A luz que vem do interior dos ¸˜ dos fornos tem a seguinte distribuicao de intensidade de luz:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”? • A luz que vem do interior dos ¸˜ dos fornos tem a seguinte distribuicao de intensidade de luz:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”? • A luz que vem do interior dos ¸˜ dos fornos tem a seguinte distribuicao de intensidade de luz: ´ ´ A F´sica Classica, do seculo 19, ı ´ ˜ ´ nos da a seguinte previsao teorica:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”? • A luz que vem do interior dos ¸˜ dos fornos tem a seguinte distribuicao de intensidade de luz: ´ ´ A F´sica Classica, do seculo 19, ı ´ ˜ ´ nos da a seguinte previsao teorica:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico ´ ¸˜O que e o ”problema da radiacao do corpo negro”? • A luz que vem do interior dos ¸˜ dos fornos tem a seguinte distribuicao de intensidade de luz: ´ ´ A F´sica Classica, do seculo 19, ı ´ ˜ ´ nos da a seguinte previsao teorica:• F´sica Classica: catastrofe do ultravioleta. ı ´ ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 13 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico• Linhas espectrais: os atomos possuem ”impressao digital”. Eles so ´ ˜ ´emitem e absorvem luz com o mesmo comprimento de onda.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 14 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico• Linhas espectrais: os atomos possuem ”impressao digital”. Eles so ´ ˜ ´emitem e absorvem luz com o mesmo comprimento de onda. ˜ ¸˜ ´ ˆEx: linhas de emissao e absorcao do atomo de hidrogenio:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 14 / 38
  • ¸˜ ˆ A ”Revolucao Industrial” e o mundo quantico• Linhas espectrais: os atomos possuem ”impressao digital”. Eles so ´ ˜ ´emitem e absorvem luz com o mesmo comprimento de onda. ˜ ¸˜ ´ ˆEx: linhas de emissao e absorcao do atomo de hidrogenio: ´ ´Johann Balmer (1885): ”adivinhou” a formula que da o valor do ¸˜ ˜comprimento de onda λ de um conjunto de linhas de absorcao emissao ´ ˆdo atomo de hidrogenio: cte × m2 λ= , m = 3, 4, 5, 6 e 7, cte = 3654, 6 × 10−8 cm. m2 − 4M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 14 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆ4. Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Max Planck em 1900 propoe que a energia dos atomos que ˜ ´constitutem as paredes internas do forno (corpo negro) secomportam como pequen´ssimas molas. A energia que cada mola ı ´pode ter e:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 15 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆ4. Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Max Planck em 1900 propoe que a energia dos atomos que ˜ ´constitutem as paredes internas do forno (corpo negro) secomportam como pequen´ssimas molas. A energia que cada mola ı ´pode ter e: En = hfn , ´ ˆonde fn e uma frequencia que tem um valor fixo para cada tipo deparede.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 15 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆ4. Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Max Planck em 1900 propoe que a energia dos atomos que ˜ ´constitutem as paredes internas do forno (corpo negro) secomportam como pequen´ssimas molas. A energia que cada mola ı ´pode ter e: En = hfn , ´ ˆonde fn e uma frequencia que tem um valor fixo para cada tipo deparede. Nasce uma nova constante na F´sica ı h = 6, 63 × 10−34 J · s, a ”constante de Planck”.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 15 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ¸˜Usando a quantizacao de energia proposta por Planck: En = hfn , ˜ ´a expressao matematica para a intensidade da luz emitida pelo corpo ´negro e:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 16 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ¸˜Usando a quantizacao de energia proposta por Planck: En = hfn , ˜ ´a expressao matematica para a intensidade da luz emitida pelo corpo ´negro e: 8πhc 1 E(λ, T) = 5 hc , λ e λkT − 1 e lembrando que h = 6, 63 × 10−34 J · s .M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 16 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıQual a diferenca de comportamento de uma part´cula e de uma onda ¸ ı ¸˜numa interacao (choque)?• Colisao entre bolhas de bilhar: ˜M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 17 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıQual a diferenca de comportamento de uma part´cula e de uma onda ¸ ı ¸˜numa interacao (choque)?• Colisao entre bolhas de bilhar: ˜• Como uma onda do mar transfere movimento (energia) para umobjeto:⇒ Para caracterizar uma onda: λ: comprimento de onda e ˆ f : frequenciaM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 17 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´Efeito Fotoeletrico: ˜Em 1905 Albert Einstein propoe que a luz seja tratada como uma ´ ´ ´part´cula (foton). A luz/foton e absorvido completamente e ı ´instantaneamente pelo eletron do meio material.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 18 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´Efeito Fotoeletrico: ˜Em 1905 Albert Einstein propoe que a luz seja tratada como uma ´ ´ ´part´cula (foton). A luz/foton e absorvido completamente e ı ´instantaneamente pelo eletron do meio material. ¸˜ Einstein usou a quantizacao da energia proposta por Planck:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 18 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´Efeito Fotoeletrico: ˜Em 1905 Albert Einstein propoe que a luz seja tratada como uma ´ ´ ´part´cula (foton). A luz/foton e absorvido completamente e ı ´instantaneamente pelo eletron do meio material. ¸˜ Einstein usou a quantizacao da energia ´ proposta por Planck: cada foton carrega um pacotinho de energia, E = h · f,M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 18 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´Efeito Fotoeletrico: ˜Em 1905 Albert Einstein propoe que a luz seja tratada como uma ´ ´ ´part´cula (foton). A luz/foton e absorvido completamente e ı ´instantaneamente pelo eletron do meio material. ¸˜ Einstein usou a quantizacao da energia ´ proposta por Planck: cada foton carrega um pacotinho de energia, E = h · f, ´ ˆonde h e a constante de Planck e f a frequencia da da luz.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 18 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´Efeito Fotoeletrico: ˜Em 1905 Albert Einstein propoe que a luz seja tratada como uma ´ ´ ´part´cula (foton). A luz/foton e absorvido completamente e ı ´instantaneamente pelo eletron do meio material. ¸˜ Einstein usou a quantizacao da energia ´ proposta por Planck: cada foton carrega um pacotinho de energia, E = h · f, ´ ˆonde h e a constante de Planck e f a frequencia da da luz. ´Como Einstein explicou o efeito fotoeletrico em 1905?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 18 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Efeito Fotoeletrico: A corrente medida possui uma frequencia de corte ´ ˆ ˜e esta nao depende da intensidade da luz incidente.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 19 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Efeito Fotoeletrico: A corrente medida possui uma frequencia de corte ´ ˆ ˜e esta nao depende da intensidade da luz incidente.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 19 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Efeito Fotoeletrico: A corrente medida possui uma frequencia de corte ´ ˆ ˜e esta nao depende da intensidade da luz incidente. ¸˜Einstein utiliza a conservacao da energia total:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 19 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Efeito Fotoeletrico: A corrente medida possui uma frequencia de corte ´ ˆ ˜e esta nao depende da intensidade da luz incidente. ¸˜Einstein utiliza a conservacao da energia total: Ec = hf − W = e · V0 ddp de corteM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 19 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı• Efeito Fotoeletrico: A corrente medida possui uma frequencia de corte ´ ˆ ˜e esta nao depende da intensidade da luz incidente. ¸˜Einstein utiliza a conservacao da energia total: Ec = hf − W ´ hf : energia de 1 foton (luz) = e · V0 ´ ´ Ec : energia cinetica do eletron ejetado do metal. ¸˜ W: funcao trabalho do metal (independente de f ). ddp de corte ´ V0 : ddp para que o eletron ejetado alcance a =⇒ V0 = 1 (hf − W). e placa do amper´metro com velocidade zero. ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 19 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆA dependencia linear da diferenca de potencial (ddp) de corte V0 na ¸ ˆ ´frequencia f da luz incidente sobre a placa metalica:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 20 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆA dependencia linear da diferenca de potencial (ddp) de corte V0 na ¸ ˆ ´frequencia f da luz incidente sobre a placa metalica: 1 V0 = (hf − W), eM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 20 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ˆA dependencia linear da diferenca de potencial (ddp) de corte V0 na ¸ ˆ ´frequencia f da luz incidente sobre a placa metalica: 1 V0 = (hf − W), efoi medida experimentalmente em 1916 por R.A. Milikan:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 20 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo: raio atomico: ∼ 10−10 m ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo: raio atomico: ∼ 10−10 m ˆ espessura de 1 fio de cabelo raio atomico ≈ ˆ 1.000.000M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo: raio atomico: ∼ 10−10 m ˆ espessura de 1 fio de cabelo raio atomico ≈ ˆ 1.000.000 raio nuclear: ∼ 10−14 mM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O modelo planetario para o ´ atomo proposto por Ernst Rutherford em 1911. ˜ ´Dimensoes dentro do atomo: raio atomico: ∼ 10−10 m ˆ espessura de 1 fio de cabelo raio atomico ≈ ˆ 1.000.000 raio nuclear: ∼ 10−14 m raio atomico ˆ raio nuclear ≈ 10.000M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 21 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O atomo de Rutherford para o ˆ hidrogenio:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 22 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O atomo de Rutherford para o ˆ hidrogenio:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 22 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O atomo de Rutherford para o ˆ hidrogenio:Um pequeno problema no modelo de the ´ ´ ´Rutherford: o atomo de Rutherford e instavel!!!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 22 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ O atomo de Rutherford para o ˆ hidrogenio:Um pequeno problema no modelo de the ´ ´ ´Rutherford: o atomo de Rutherford e instavel!!!!! ´ ´Eletromagnetismo Classico: cargas eletricas aceleradas irradiam. O ´ ´tempo para o eletron cair no nucleo no modelo planetario de ´Rutherford: 10−9 s !!!!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 22 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.Postulados de Bohr:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.Postulados de Bohr:1o : Existe um conjunto de orbitas circulares que o eletron pode percorrer. Essas orbitas circulares sao obtidas pela 2a lei de ´ ´ ´ ˜Newton.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.Postulados de Bohr:1o : Existe um conjunto de orbitas circulares que o eletron pode percorrer. Essas orbitas circulares sao obtidas pela 2a lei de ´ ´ ´ ˜Newton.2o : O eletron atomico so pode sair de uma orbita permitida para outra orbita ´ ˆ ´ ´ ´ ´tambem permitida.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.Postulados de Bohr:1o : Existe um conjunto de orbitas circulares que o eletron pode percorrer. Essas orbitas circulares sao obtidas pela 2a lei de ´ ´ ´ ˜Newton.2o : O eletron atomico so pode sair de uma orbita permitida para outra orbita ´ ˆ ´ ´ ´ ´tambem permitida.3o : A energia total se conserva nos fenomenos atomicos. O eletron aumenta ˆ ˆ ´ ˆ(diminui) sua energia absorvendo (emitindo) luz. A frequencia de Bohr f paraa luz: f = En −Em . hM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´• Atomo de Bohr- Rutherford: Em 1913 Niels Henrick David ˆ Bohr, propos 4 postulados para garantir a estabilidade do ´ modelo planetario de Rutherford ´ ˆ para o atomo de hidrogenio.Postulados de Bohr:1o : Existe um conjunto de orbitas circulares que o eletron pode percorrer. Essas orbitas circulares sao obtidas pela 2a lei de ´ ´ ´ ˜Newton.2o : O eletron atomico so pode sair de uma orbita permitida para outra orbita ´ ˆ ´ ´ ´ ´tambem permitida.3o : A energia total se conserva nos fenomenos atomicos. O eletron aumenta ˆ ˆ ´ ˆ(diminui) sua energia absorvendo (emitindo) luz. A frequencia de Bohr f paraa luz: f = En −Em . h4o : Quantizacao do momento angular: lz = mvr = 2π , n = 1, 2, 3 · · · . ¸˜ nhM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 23 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio: me4 En = − 2n2 2 , n = 1, 2, 3, · · · hsendo = 2π , e h a constante de Planck.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio: me4 En = − 2n2 2 , n = 1, 2, 3, · · · hsendo = 2π , e h a constante de Planck. ´ ´ Acertos do atomo planetario:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio: me4 En = − 2n2 2 , n = 1, 2, 3, · · · hsendo = 2π , e h a constante de Planck. ´ ´ Acertos do atomo planetario: ´ ⇑ obtem as linhas espectrais ´ da serie de Balmer. ´ ´ ´ ⇑ o atomo e estavel: possui um estado 4 fundamental, Efun = − me 2 . 2M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio: me4 En = − 2n2 2 , n = 1, 2, 3, · · · hsendo = 2π , e h a constante de Planck. ´ ´ Acertos do atomo planetario: ´ Nem tudo e explicado: ´ ⇑ obtem as linhas espectrais ´ da serie de Balmer. ´ ´ ´ ⇑ o atomo e estavel: possui um estado 4 fundamental, Efun = − me 2 . 2M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ´ As energias estacionarias do ´ atomo de Bohr-Rutherford ˆ para o hidrogenio: me4 En = − 2n2 2 , n = 1, 2, 3, · · · hsendo = 2π , e h a constante de Planck. ´ ´ Acertos do atomo planetario: ´ Nem tudo e explicado: ´ ⇑ obtem as linhas espectrais ˜ ¸˜ ´ ⇓ nao explica as linhas de absorcao do atomo ´ da serie de Balmer. ˆ ¸˜ ´ de hidrogenio sob a acao de um campo eletrico ´ ´ ´ ⇑ o atomo e estavel: possui um estado (efeito Stark). 4 fundamental, Efun = − me 2 . ¸˜ ⇓ a intensidade I da luz emitida numa transicao 2 eletronica entre dois n´veis e: I ∝ 1 . ˆ ı ´ r2 ´ Qual raio usar se temos 2 raios de trajetoria num ˆ salto quantico?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 24 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı • A onda de materia ´ de Louis de Broglie.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 25 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı • A onda de materia ´ de Louis de Broglie.Na tese de doutorado do Pr´ncipe Louis Victor de Broglie (1924): ı ´os eletrons se comportam como ondas, com comprimento λ, h mv = . λM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 25 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı • A onda de materia ´ de Louis de Broglie.Na tese de doutorado do Pr´ncipe Louis Victor de Broglie (1924): ı ´os eletrons se comportam como ondas, com comprimento λ, h mv = . λComo determinar o comprimento de onda, λ, da part´cula? ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 25 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı • A onda de materia ´ de Louis de Broglie.Na tese de doutorado do Pr´ncipe Louis Victor de Broglie (1924): ı ´os eletrons se comportam como ondas, com comprimento λ, h mv = . λComo determinar o comprimento de onda, λ, da part´cula? ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 25 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı • A onda de materia ´ de Louis de Broglie.Na tese de doutorado do Pr´ncipe Louis Victor de Broglie (1924): ı ´os eletrons se comportam como ondas, com comprimento λ, h mv = . λComo determinar o comprimento de onda, λ, da part´cula? ı ´ As orbitas de Bohr no ´ ˆ ˜ atomo de hidrogenio sao aquelas cujo o comprimento corresponde a um numero ´ inteiro de comprimentos de ´ ondas de materia (λ).M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 25 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı A tese de doutorado de de Broglie era tao˜ ¸˜ original, que foi solicitada a avaliacao de Albert Einstein.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 26 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı A tese de doutorado de de Broglie era tao˜ ¸˜ original, que foi solicitada a avaliacao de Albert Einstein.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 26 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı A tese de doutorado de de Broglie era tao˜ ¸˜ original, que foi solicitada a avaliacao de Albert Einstein. ˜ ˜ A opiniao de Einstein opiniao sobre a tese:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 26 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı A tese de doutorado de de Broglie era tao˜ ¸˜ original, que foi solicitada a avaliacao de Albert Einstein. ˜ ˜ A opiniao de Einstein opiniao sobre a tese: ´ ”Ela levanta uma ponta do grande veu.”M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 26 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı A tese de doutorado de de Broglie era tao˜ ¸˜ original, que foi solicitada a avaliacao de Albert Einstein. ˜ ˜ A opiniao de Einstein opiniao sobre a tese: ´ ”Ela levanta uma ponta do grande veu.” =⇒ a tese foi aprovada!!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 26 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıCom Einstein em 1905 e de Broglie em 1924 passamos a saber que a ´ ´Natureza e simetrica/dual:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 27 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıCom Einstein em 1905 e de Broglie em 1924 passamos a saber que a ´ ´Natureza e simetrica/dual: luz : onda ⇋ part´cula ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 27 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıCom Einstein em 1905 e de Broglie em 1924 passamos a saber que a ´ ´Natureza e simetrica/dual: luz : onda ⇋ part´cula ı ´ eletrons : part´cula ⇋ onda ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 27 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ıCom Einstein em 1905 e de Broglie em 1924 passamos a saber que a ´ ´Natureza e simetrica/dual: luz : onda ⇋ part´cula ı ´ eletrons : part´cula ⇋ onda ıAqui termina a era da fenomenologia da F´sica para ı −10 ˆdistancias 10 m.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 27 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ”The Solvay International Conferences”M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 28 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ”The Solvay International Conferences” 1a Conferencia realizada no ˆ outono de 1911 em Bruxelas, ´ Belgica.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 28 / 38
  • ˆ Nasce a velha ”F´sica Quantica” ı ”The Solvay International Conferences” 1a Conferencia realizada no ˆ outono de 1911 em Bruxelas, ´ Belgica. 5a Conferencia realizada em ˆ outubro de 1927 em Bruxelas, ´ Belgica.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 28 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆ5. F´sica Quantica ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 29 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆ5. F´sica Quantica ıO templo da F´sica Atomica: ı ˆ ´O Instituto de F´sica Teorica foi inaugurado por Niels Bohr em ıMarco de 1921 em Copenhagen, Dinamarca. ¸M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 29 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆ5. F´sica Quantica ıO templo da F´sica Atomica: ı ˆ ´O Instituto de F´sica Teorica foi inaugurado por Niels Bohr em ıMarco de 1921 em Copenhagen, Dinamarca. ¸ ´Hoje e: Niels Bohr Institute Blegdamsvej 17 2100 Copenhagen ∅ DinamarcaM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 29 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ı Erwin Rudolf Josef Alexander ¨ Schrodinger. Em 1926, aos 35 anos, ele escreve de uma forma ˜ muito especial uma expressao ´ matematica que garante a ¸˜ ˆ conservacao da energia mecanica ´ total dentro do atomo.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ı Erwin Rudolf Josef Alexander ¨ Schrodinger. Em 1926, aos 35 anos, ele escreve de uma forma ˜ muito especial uma expressao ´ matematica que garante a ¸˜ ˆ conservacao da energia mecanica ´ total dentro do atomo.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ı Erwin Rudolf Josef Alexander ¨ Schrodinger. Em 1926, aos 35 anos, ele escreve de uma forma ˜ muito especial uma expressao ´ matematica que garante a ¸˜ ˆ conservacao da energia mecanica ´ total dentro do atomo.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ı Erwin Rudolf Josef Alexander ¨ Schrodinger. Em 1926, aos 35 anos, ele escreve de uma forma ˜ muito especial uma expressao ´ matematica que garante a ¸˜ ˆ conservacao da energia mecanica ´ total dentro do atomo. Werner Karl Heisenberg Em junho de 1925, aos 23 anos, ele ¸˜ ´ escreveu as equacoes matematicas que descrevem como variam no ˆ ˆ tempo os fenomenos atomicos. ˆ Ele usa os saltos quanticos.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ˆOs fundadores da F´sica Quantica: ı Erwin Rudolf Josef Alexander ¨ Schrodinger. Em 1926, aos 35 anos, ele escreve de uma forma ˜ muito especial uma expressao ´ matematica que garante a ¸˜ ˆ conservacao da energia mecanica ´ total dentro do atomo. Werner Karl Heisenberg Em junho de 1925, aos 23 anos, ele ¸˜ ´ escreveu as equacoes matematicas que descrevem como variam no ˆ ˆ tempo os fenomenos atomicos. ˆ Ele usa os saltos quanticos. ¸˜ ¨Mas as equacoes de Schrodinger e Heisenberg parecem diferentes!?!?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 30 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Quem esta certo: Schrodinger ou Heisenberg?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 31 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Quem esta certo: Schrodinger ou Heisenberg? ˜Os dois estao certos!!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 31 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Quem esta certo: Schrodinger ou Heisenberg? ˜Os dois estao certos!!!! ¸˜ ¨ ´A equacao de Schrodinger e a chave que usamos para abrir a ”caixa preta” ˆ ˆ ˆquando queremos entender os fenomenos que ocorrem em distancias atomicas ¸˜ ¸˜ ¨ ˜(∼ 10 m). Na solucao da equacao de Schrodinger estao as respostas sobre −10 ´as perguntas sobre o atomo.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 31 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆ En = − 13.6eV , n = 1, 2, · · · n2M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆ En = − 13.6eV , n = 1, 2, · · · n2 ˜ ´ ˆ ´Da expressao da energia do atomo de hidrogenio obtem-se as linhas ´espectrais da serie de Balmer:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆ En = − 13.6eV , n = 1, 2, · · · n2 ˜ ´ ˆ ´Da expressao da energia do atomo de hidrogenio obtem-se as linhas ´espectrais da serie de Balmer: Eγ = − 13.6 − − 13.6 n2 m2 = hf ˆ ´Cada frequencia f esta associada uma luz de cor bem definida.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ´ ¨Respostas ja encontradas pela eq. de Schrodinger na ”caixa preta” ´do atomo:• Espectro de energia discreto do atomo de hidrogenio: ´ ˆ En = − 13.6eV , n = 1, 2, · · · n2 ˜ ´ ˆ ´Da expressao da energia do atomo de hidrogenio obtem-se as linhas ´espectrais da serie de Balmer: Eγ = − 13.6 − − 13.6 n2 m2 = hf ˆ ´Cada frequencia f esta associada uma luz de cor bem definida. ´Porque a cor da nossa roupa e sempre a mesma?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 32 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos: As energ´as poss´veis aos ı ı ´ ˆ elasticos atomicos:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos: As energ´as poss´veis aos ı ı ´ ˆ elasticos atomicos: En = n × hf , n = 1, 2, · · · h = 6.63 × 10−34 J · s, ˆ f : frequencia da mola.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos: As energ´as poss´veis aos ı ı ´ ˆ elasticos atomicos: En = n × hf , n = 1, 2, · · · h = 6.63 × 10−34 J · s, ˆ f : frequencia da mola. hf : 1 ”quantum” de energiaM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı• A mola quantica: ˆ ´ ˆ As molas e elasticos atomicos trazem uma energia latente que chamamos de ”energia potencial” que pode modificar o movimento ˆ das part´culas atomicas. ı ´ ˆA energia latente dos elasticos atomicos: As energ´as poss´veis aos ı ı ´ ˆ elasticos atomicos: En = n × hf , n = 1, 2, · · · h = 6.63 × 10−34 J · s, ˆ f : frequencia da mola. hf : 1 ”quantum” de energia ´Planck estava certo em 1905: a energia dos atomos das paredes ´dos fornos e quantizada, En = h · f n .M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 33 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ¸˜ ¨O ”feixe de ouro” da equacao de Schrodinger:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 34 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ¸˜ ¨O ”feixe de ouro” da equacao de Schrodinger: ¸˜ ¨ ¸˜ ¸˜A equacao de Schrodinger determina a variacao no tempo da funcao ¸˜ψ(x, t). Em 1925 faltava uma interpretacao para o significado desta ¸˜funcao.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 34 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ¸˜ ¨O ”feixe de ouro” da equacao de Schrodinger: ¸˜ ¨ ¸˜ ¸˜A equacao de Schrodinger determina a variacao no tempo da funcao ¸˜ψ(x, t). Em 1925 faltava uma interpretacao para o significado desta ¸˜funcao. Em 1926 Max Born apresentou a ¸˜ interpretacao de ¨ Gottinger - Copenhagen:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 34 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ¸˜ ¨O ”feixe de ouro” da equacao de Schrodinger: ¸˜ ¨ ¸˜ ¸˜A equacao de Schrodinger determina a variacao no tempo da funcao ¸˜ψ(x, t). Em 1925 faltava uma interpretacao para o significado desta ¸˜funcao. Em 1926 Max Born apresentou a ¸˜ interpretacao de ¨ Gottinger - Copenhagen:quando fazemos uma medida para localizar uma part´cula (inteira/completa) ına posicao x, naquele instante t, |ψ(x, t)|2 nos da a chance (probabilidade) de ¸˜ ´termos sucesso.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 34 / 38
  • ˆ F´sica Quantica ı ¸˜ ¨O ”feixe de ouro” da equacao de Schrodinger: ¸˜ ¨ ¸˜ ¸˜A equacao de Schrodinger determina a variacao no tempo da funcao ¸˜ψ(x, t). Em 1925 faltava uma interpretacao para o significado desta ¸˜funcao. Em 1926 Max Born apresentou a ¸˜ interpretacao de ¨ Gottinger - Copenhagen:quando fazemos uma medida para localizar uma part´cula (inteira/completa) ına posicao x, naquele instante t, |ψ(x, t)|2 nos da a chance (probabilidade) de ¸˜ ´termos sucesso. ˜Conclusao: ˆ ´ O mundo quantico e probabil´stico!!!! ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 34 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˜ ¨6. Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 35 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˜ ¨6. Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ´ Hoje sabemos que dentro do atomo temos uma estrutura muito rica. ¨ ´ ´ A eq. de Schrodinger so e valida ˆ para descrever fenomenos que ocorrem em distancias ∼ 10−10 m. ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 35 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˜ ¨6. Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ´ Hoje sabemos que dentro do atomo temos uma estrutura muito rica. ¨ ´ ´ A eq. de Schrodinger so e valida ˆ para descrever fenomenos que ocorrem em distancias ∼ 10−10 m. ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 35 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˜ ¨6. Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ´ Hoje sabemos que dentro do atomo temos uma estrutura muito rica. ¨ ´ ´ A eq. de Schrodinger so e valida ˆ para descrever fenomenos que ocorrem em distancias ∼ 10−10 m. ˆ ´ ¸ ´Dentro do nucleo temos as forcas forte (mantem os os nucleos ligados) ´ ´ ˜e fraca (responsavel por decaimentos). Essas forcas sao descritas por ¸ ¸˜ ´outras equacoes matematicas.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 35 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˜ ¨6. Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ´ Hoje sabemos que dentro do atomo temos uma estrutura muito rica. ¨ ´ ´ A eq. de Schrodinger so e valida ˆ para descrever fenomenos que ocorrem em distancias ∼ 10−10 m. ˆ ´ ¸ ´Dentro do nucleo temos as forcas forte (mantem os os nucleos ligados) ´ ´ ˜e fraca (responsavel por decaimentos). Essas forcas sao descritas por ¸ ¸˜ ´outras equacoes matematicas. ˆ ¨Mas, temos o que agradecer a F´sica Quantica de Schrodinger ıe Heisenberg?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 35 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; ˆ • semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; ˆ • semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; ˆ • diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; ˆ ¸˜M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...);M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ı . • . .M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ı . • . .No futuro:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ı . • . .No futuro: • computadores quanticos: maior capacidade de manipular dados; ˆM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ı . • . .No futuro: • computadores quanticos: maior capacidade de manipular dados; ˆ • materiais supercondutores: diminuir o disperd´cio de energia; ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?Com certeza, a tecnologia que utilizamos hoje no nosso dia-a-dia usa ´ ˆvarios efeitos quanticos: • ˆ a cor da luz emitida pelas lampadas fluorescentes; • ˆ semicondutores: utilizados em todos os equipamentos eletronicos; • ˆ ¸˜ diodos com resistencia negativa: ampliacao de sinais; • ´ exames de imagem: (RMN, tomografos, ...); • miniaturizacao: nanotecnologia (objetos com tamanhos ∼ 10−9 m); ¸˜ • aumento da capacidade de armazenamento em computadores: ´ moleculas que se comportam como nano-´mans; ı . • . .No futuro: • computadores quanticos: maior capacidade de manipular dados; ˆ • materiais supercondutores: diminuir o disperd´cio de energia; ı . • . .M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 36 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 37 / 38
  • ˜ ¨ Em que regiao vale a eq. de Schrodinger? ˆ ´ ˜As transparencias deste seminario estao no blog: http://mttdivulgacao.blogspot.com ¸˜na seccao: ¸˜ ´ ´ ”Divulgacao ja realizada no Ensino Medio” ˆ ´Voce pode assitir este seminario no ”YouTube”: http://www.youtube.com/watch?v=ArK9g8UC-xsM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı ˆ F´SICA Q U ANTICA : I ´ O QUE E ISSO ? 38 / 38