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Apresentação dos princípios da Física Quântica para o público de Ensino Médio: Histórico, Efeito Fotoelétrico, Radiação do Corpo Negro, Modelos Atômicos, Dualidade Onda-Partícula.

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Física quântica gge

  1. 1. Page  1
  2. 2. Page  2
  3. 3. Page  3
  4. 4. Page  4  A radiação emitida por um corpo devido a sua temperatura é chamada radiação térmica.  Todo corpo emite esse tipo de radiação para o meio que o cerca, e dele a absorve.
  5. 5. Page  5 • Por exemplo, sentimos a emissão de um ferro elétrico ligado, mas não enxergamos as ondas por ele emitidas.
  6. 6. Page  6  Aos corpos cujas superfícies absorvem toda a radiação térmica incidente sobre eles dá-se o nome de CORPO NEGRO. O nome é BEM apropriado porque esses corpos não refletem a luz e são negros.
  7. 7. Page  7 • A superfície de um corpo negro é um caso limite, em que toda a energia incidente do exterior é absorvida, e toda a energia incidente do interior é emitida.
  8. 8. Page  8
  9. 9. Page  9 O Espectro de Radiação Emitida pelos Corpos  Em baixas temperaturas a maior taxa de emissão está na faixa do infravermelho.
  10. 10. Page  10  Porém, aumentando-se gradativamente a temperatura de um corpo, ele começa a emitir luz visível, de início a luz vermelha...
  11. 11. Page  11  ... passando a seguir para a amarela, a verde, a azul...
  12. 12. Page  12  ... e, em altas temperaturas, a luz branca, chegando à região do ultravioleta do espectro eletromagnético.
  13. 13. Page  13
  14. 14. Page  14
  15. 15. Page  15 4 TI  428 Km/W1067,5   
  16. 16. Page  16 T K)(m10898,2 λ 3 máx   
  17. 17. Page  17
  18. 18. Page  18
  19. 19. Page  19
  20. 20. Page  20 Planck resolveu o problema da descrição teórica da radiação emitida por um Corpo Negro admitindo que no interior da cavidade que constitui o Corpo Negro as trocas de energia que ocorriam entre as paredes e a radiação eletromagnética não eram CONTÍNUAS, mas sim, DISCRETAS. Ou seja, múltiplos inteiros de uma determinada quantidade que ele chamou de QUANTUM DE ENERGIA. hfnE  sJ10625,6 34   h
  21. 21. Page  21
  22. 22. Page  22 Heinrich Hertz (1857 - 1894)
  23. 23. Page  23
  24. 24. Page  24
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  26. 26. Page  26
  27. 27. Page  27
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  29. 29. Page  29 fhfóton E  sJ10625,6 34   h
  30. 30. Page  30  2 Vm 2 máx fh 
  31. 31. Page  31  ofh 0Vmáx  h fo  
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  33. 33. Page  33
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  35. 35. Page  35 John Dalton (1766 - 1844) Esfera Maciça Indivisível Indestrutível Imperecível Sem carga elétrica
  36. 36. Page  36 J. J. Thomson (1856 - 1940) Esfera Maciça Indivisível Indestrutível Imperecível Com carga elétrica “Pudim de pas
  37. 37. Page  37 Ernest Rutherford (1871 - 1937) Átomo com estrutura planetá Núcleo(positivo) e Eletrosfer Núcleo pequeno e denso Eletrosfera de 10.000 a 100.0 vezes maior que o núcleo e va
  38. 38. Page  38 Niels Bohr (1885 – 1962) Átomo com estrutura planetá Núcleo(positivo) e Eletrosfer Núcleo pequeno e denso Níveis de Energia
  39. 39. Page  39 •O elétron pode se mover em determinadas órbitas sem irradiar. Essas órbitas estáveis são denominadas estados estacionários. •As órbitas estacionárias são aquelas nas quais o momento angular do elétron em torno do núcleo é igual a um múltiplo inteiro de h/2. Isto é, mvr = nh/2 •O elétron irradia quando salta de um estado estacionário para outro mais interno, sendo a energia irradiada dada por E = h·f = Ei-Ef, onde h é a constante de Planck (6.6310-34 J·s = 4.1410-15 eV·s), f é a freqüência da radiação emitida, Ei e Ef são energias dos estados inicial e final.
  40. 40. Page  40 Segundo postulado de Bohr. Um átomo irradia energia quando um elétron salta de uma órbita de maior energia para uma de menor energia. Órbitas de Bohr para o átomo de hidrogênio A linha vermelha no espectro atômico é causada por elétrons saltando da terceira órbita para a segunda órbita O comprimento de onda guarda relação com a energia. Os menores comprimentos de onda de luz significam vibrações mais rápidas e maior energia.
  41. 41. Page  41 A linha verde-azulada no espectro atômico é causada por elétrons saltando da quarta para a segunda órbita. A linha azul no espectro atômico é causada por elétrons saltando da quinta para a segunda órbita A linha violeta mais brilhante no espectro atômico é causada por elétrons saltando da sexta para a segunda órbita.
  42. 42. Page  42 )eV( 6,13 2n n E  J106,1eV1 19  ,3,2,1n
  43. 43. Page  43
  44. 44. Page  44 Louis De Broglie (1892 – 1987) mv h p h 

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