O que é física quântica?

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Slides de uma palestra sobre conceitos básicos de mecânica quântica

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O que é física quântica?

  1. 1. O QUE É FÍSICA QUÂNTICA?
  2. 2. O que é física quântica? Física Quântica é a área da física relevante apenas em escalas muito pequenas. Bem menores do que isso.. Pequenas a nível atômico e subatômico
  3. 3. Nível Atômico Nosso mundo é constituído por matéria. E essa matéria macroscópica pode ser dividida. Pergunta: A matéria pode ser dividida infinitamente ou possuiria uma parte mínima?
  4. 4. Nível Atômico Problema pensado desde a Grécia Antiga Demócrito (460-370 a.C.) Pensou o conceito de átomo (indivisível)
  5. 5. Nível Atômico Problema pensado desde a Grécia Antiga Aristóteles (384-322 a.C.) Defendia que tudo podia ser dividido indefinidamente.
  6. 6. Nível Atômico John Dalton (século XIX) Retoma a noção de atomismo Controvérsias sobre o atomismo duraram muitos séculos, até...
  7. 7. Quantização da Matéria Joseph Thomson (século XX) Descobriu o elétron Modelo do pudim de passas
  8. 8. Nível Atômico Ernst Rutherford (1911) Modelo das órbitas
  9. 9. Nível Atômico Niels Bohr (1913) Modelo dos níveis de energia.
  10. 10. Quantização A palavra “Quântica” provém de quantum (quantidade mínima) Dinheiro é um exemplo de medida quantizada.
  11. 11. Quantização da Energia Max Planck (1899) Propôs que a energia é irradiada em partes (quantizada) e dependendo da frequência de radiação.
  12. 12. Quantização da Energia Albert Einstein (1905) Explicou o efeito fotoelétrico utilizando a ideia de Planck
  13. 13. Quantização da Energia Efeito Fotoelétrico - Conceito
  14. 14. Quantização da Energia Efeito Fotoelétrico - Problema
  15. 15. Quantização da Energia Efeito Fotoelétrico – Solução Quantum de luz (fóton)
  16. 16. Dualidade Onda-Partícula Problema: a luz apresenta propriedades de onda.
  17. 17. Dualidade Onda-Partícula Ondas sofrem difração
  18. 18. Dualidade Onda-Partícula Em uma difração com duas fendas ocorrem interferências.
  19. 19. Dualidade Onda-Partícula A luz exibe padrão de interferência.
  20. 20. Dualidade Onda-Partícula Partícula: pontual Onda: espalhada Não pode ser as duas coisas? Ou pode?
  21. 21. Dualidade Onda-Partícula Louis De Broglie (1927) Ideia das ondas de matéria
  22. 22. Dualidade Onda-Partícula Se uma onda pode ser partícula, uma partícula pode ser onda?
  23. 23. Dualidade Onda-Partícula Experimento da dupla fenda para elétrons.
  24. 24. Dualidade Onda-Partícula Começa com detecções pontuais (típico de partícula)
  25. 25. Dualidade Onda-Partícula Mas apresenta padrão de interferência após um tempo (típico de onda)
  26. 26. Dualidade Onda-Partícula Caso se tente saber o movimento do elétron no meio do caminho...
  27. 27. Dualidade Onda-Partícula ...o padrão de interferência se perde na detecção da tela.
  28. 28. Dualidade Onda-Partícula Conclusão: Parece que o elétron se comporta como onda antes de ser medido e como partícula após ser medido. Antes de medir Depois de medir
  29. 29. Problema da Medição Por que a onda vira um único ponto quando medimos? Em outras palavras...por que não podemos ter todas as informações?
  30. 30. Problema da Medição Werner Heisenberg Princípio da Incerteza Niels Bohr Princípio da Complementaridade
  31. 31. Problema da Medição Erwin Schrödinger Princípio de Superposição Antes da medição, consideramos todos os estados possíveis como válidos. Depois da medição, um dos estados é definido aleatoriamente. Tudo que podemos fazer é trabalhar com as probabilidades de detecção!
  32. 32. Interpretações da Teoria Quântica Devido a essas estranhezas, a física quântica está sujeita a diversas interpretações.
  33. 33. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação de Copenhague Antes Depois Aceita a superposição como explicação do comportamento quântico.
  34. 34. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação de Copenhague Mas...temos o problema do Gato de Schrödinger.
  35. 35. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação Determinista “Deus não joga dados com o mundo” - Albert Einstein
  36. 36. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação Idealista A consciência é a causa da medida. Filme: “Quem Somos Nós?”
  37. 37. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação dos Muitos Mundos Defendida por Hugh Everett Há um universo para cada medida possível.
  38. 38. Interpretações da Teoria Quântica Interpretação dos Muitos Mundos
  39. 39. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Que tipos de consequências a teoria quântica traz?
  40. 40. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Efeito de Tunelamento Representação icônica de uma partícula subatômica
  41. 41. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Efeito de Emaranhamento: Não-Localidade
  42. 42. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Aplicação do Efeito de Emaranhamento: Teletransporte de informação.
  43. 43. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Outras aplicações Química Laser Eletrônica
  44. 44. Efeitos e Aplicações da Física Quântica Computação Quântica
  45. 45. Livros Básicos de Física Quântica
  46. 46. Extras
  47. 47. FIM

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