Física Moderna - Max Planck e Radiação de Corpo Negro | Sala do Saber

[Música] [Música] bom até então nós encontramos a ideia então da parte térmica que vai levando a parte da física quântica mas né até então a gente ficou e a física quântica onde que ela vai começar afinal de contas elía vai começar dessas ideias onde eles começam então a interpretar através de cores qual era a determinada temperatura tá e consegue perceber através daquelas equações que vocês viram e nas aulas anteriores deslocamento de Vin Por exemplo agora o que acontece seguinte nós vamos entrar na ideia de Max plk PL Ele pensou o quê que aquelas eh aquela

na cavidade né Nós tínhamos oscilando as moléculas que estavam lá oscilando no movimento harmônico simples então Eh as moléculas né átomos né os átomos que estavam na cavidade na cavidade oscilam num movimento harmônico simples então a ideia de plan né que era o movimento harmônico simples então que nós tínhamos ali certo e esse movimento harmônico simples que nós tínhamos ali nós tínhamos que a energia que estava que tinha ali era relacionado à frequência então ele colocou que a energia era diretamente proporcional proporcional proporcional à frequência então a energia era diretamente proporcional à frequência tudo bem

agora então o que isso o que que nós percebemos colocamos então que a energia era igual a h vezes a frequência então nós tíos que o o e a energia era proporcional a frequência essa constante de proporcionalidade ele chamou de H essa constante de proporcionalidade ou seja o que faltava aqui para transformar isso esse lá da frequência nisso aqui era somente esse H aqui multiplicando então ele encontrou o valor dele e o valor dele era quanto acompanhe comigo tá o valor do H que dá com constante de plan é igual 6,63 x 10 elev -34

J por segundo J por segundo ou opa não jaes horrível né horrível jaules vezes segundo né certo aí o que que aconteceu então a a constante planca era esse valor aqui Jes x segundo 6,63 x 10 é -34 tá com isso ele estabeleceu que a energia era quantizada ela não podia ter qualquer Valor somente múltiplos desse valor aqui então com isso a energia podia ter qualquer valor não podia ter qualquer valor mas pois pois era quantizada então a energia não podia ter qualquer valor porque ela era quantizada certo Então como ela era quantizada tá então

era sempre múltiplo dis aqui então com isso o que aconteceu pela física clássica nós tínhamos o quê tá que a energia poderia assumir qualquer valor aqui é energia tá então ela poderia ser qualquer valor então conforme aumentava a temperatura lá daquele aquele objeto tava aquecendo por exemplo eu coloquei lá o ferro e comecei a aquecer aquecer aquecer até ele virar líquido não é isso que acontecia ele virava líquido e ficava uma determinada temperatura né então Eh pela física clássica ele poderia ter qualquer energia então a energia podia ser qualquer valor aqui ó qualquer valor aqui

poderia ser essa energia então a energia poderia ser qualquer valor ser aqui aqui aqui infinitos valores então que ela poderia assumir então e a energia tá relacionada com a temperatura então aumentava a temperatura aumentava a energia aumentando aqui aumentando aqui e podia ser qualquer valor verdade isso né A ideia é que era verdade quando plan escreve isso que só pode ter determinados valores então ele coloca que a energia ela é quantizada e ela sendo quantizada ela pode somente ser assim ó por exemplo Então ela pode ser um HF ela pode ser 2 HF ela pode

ser 3 HF então só deixa eu mudar esse H aqui senão vai ficar confuso né aí 3 HF 4 HF 5 HF só pode ser múltiplo de HF ele não pode ser um valor qualquer então a energia tem valores discretos então a energia só pode ter valores discretos então is aqui seria fí a física clássica seria isso agora a parte que entra na quântica seria essa parte aqui então el não pode ter qualquer Valor somente valores discretos somente valores discretos Então não é qualquer valor mais apenas alguns valores Então tinha que ser valores múltiplos daqui

tá a ideia então dele seria isso então como se fosse pacotes de energia pacotes de energia e esses pacotes de energia um pacote de energia pacotes de energia quando é um pacote só ou seja HF eu penso em um quanta quanta tá aqui é chamado de quanta quanta é apena então a quanta de luz né o pacote de energia um pacote não o pacote energia desculpa o pacote energia é chamado de quanta quando é um pacote é Quantum Quantum termina com u e m aqui no final tá quando é mais de um né então é

quanta então o pacote de energia eles começaram a chamar de quanta foi esse nome que foi receber tá agora o que que isso influenciou então A ideia é a seguinte que não poderia assumir valor qualquer a energia tá de uma determinada frequência ela poderia ter apenas aquele determinado valor aí o cientistas começaram a falar bom mas calma aí se determinada da frequência só pode ter aquela aquele determinado valor de energia então por que que tem vários eh parecia contínuo Por que que parecia contínuo a resposta dele foi a seguinte é que tem vários átomos emitindo

energia emitindo radiação ao mesmo tempo então são milhões bilhões trilhões de átomos emitindo radiação ao mesmo tempo então como eles emitem radiações ao mesmo tempo dá a impressão do quê de ser algo contínuo mas só que como ele é muito da impressão então de ser contínuo mas só que na realidade são s o quê Várias Vários pacote zinhos sendo emitido tá E esses vários ao mesmo tempo parece ser contínuo Tudo bem então a ideia seria essa então ele cria essa ideia de ser então uma energia quantizada e isso aqui vai utilizar onde na radiação do

corpo negro principalmente ele começa ali aí então agora qual a importância disso aqui bom se o e igual HF Então olha só que equação fantástica então conforme aumenta a frequência aumenta a energia aumentei a frequência Aumentou a energia e lembrando a vocês que a frequência quando eu falei para vocês de espectro eletromagnético Agora Numa na aula anterior que que nós tínhamos tínhamos isso aqui lembra isso aqui ó nós tínhamos a ondas de rádio tá aí eu tinha o micro-ondas tá escrevei só assim micro-ondas tá micro-ondas aí eu tinha o que mais mesmo o infra vermelho

aí eu tinha o hog biv que seria a luz aí nós tínhamos o que mesmo ultravioleta raio x e raio Gama não é isso tá só para relembrar que que isso quer dizer aqui quanto mais pra direita maior energia quanto mais pra direita também maior a frequência porque a energia aumenta conforme aumenta a sua frequência então por exemplo a energia do ultravioleta é maior que a energia do infravermelho porque a frequência do ultravioleta é maior que a frequência do infravermelho certo então seria isso quanto maior a energia então maior a frequência Beleza então plan ele

descobre isso aqui isso aqui é considerado por muitos como sendo a o início da física quântica tá ele começa então disso aqui e isso aqui ele vai interpretar de uma maneira muito interessante de uma maneira correta tá a o corpo negro lá que eles tinham aquela dúvida e criavam lá várias equações tá para tentar interpretar e ela vem interpretando de uma maneira bem elegante tá então seria essa a ideia então de PL tá agora uma coisa que nós temos que saber também é o seguinte galera olha só e mostrar aqui para vocês um costume que

nós usamos muito no ensino no ensino superior é demais mas no ensino médio estão cobrando muito no seu vestibular também que é o qu isso aqui ó olha só vou trazer aqui para vocês o que que nós temos seguinte um eletrovolt um eletrovolt que que seria um electronvolt é seguinte nós temos o trabalho né Tem gente que vai representar o trabalho assim com esse símbolo né então a gente vai colocar o trabalho ISO aqui como sendo esse símbolo aqui ó e tem locais que vão colocar is aqui como sendo o w né o trabalho como

sendo w então tanto faz qual que vocês vão utilizar eu vou até utilizar o w que é o mais utilizado Geralmente os vestibulares tá vamos pensar no w tá ao invés de usar aquele símbolo lá trabalho O trabalho de uma carga é igual a carga né vezes a diferença de potencial não é isso trabalho carga diferença potencial às vezes chamam de Del u né certo lra dis aqui tá vamos imaginar que seria o trabalho que é a mesma coisa que energia né trabalho é energia né a carga de um elétron Um elétron isess aqui então

faz de conta que é um elétron se é um elétron o que que nós temos é 1 e certo é 1 e que é carga alimentar né então vai ficar e Imagine que ele tá submetido a uma diferença de potencial de 1 V 1 V Então tem um elétron submetido a uma diferença potencial de 1 V certo aí nós temos o que então el concorda comigo isso aqui na energia eu poderia fazer as contas aqui e chegar Quanto que é isso aqui né porque ess aqui é 1,6 x 10-1 né 1,6 x 10-1 né certo

e aqui tá em vol aí fazer a conta em a resposta não ia tá isso aqui que é um elv ele chamou do qu aqui é igual 1,6 que é o valor da carga elementar ve 10 a-1 tá Jes n ia dar né certo porque coulumb aqui é Jes por coulumb não é isso Jes por coulumb vai embora coulumb com coulumb então vai ficar isso aqui então eles tinham esse valor então um eletrovolt é isso Então olha aqui comigo então 1 elv é igual a 1,6 x 10 a-19 j 1 eletrovolt seria quando você submete

Um elétron uma ddp de 1 V tá Seria energia nele e ali no caso né tá um eletrovolt é isso tá Por que que eu tô falando isso porque quando eu falo na energia quando eu penso da constante de plan o H é igual a quanto 6,63 x 10 elevado -34 J x segundo não é isso tá é então um valor muito pequeno não é isso aí então é é muito comum muito comum o pessoal utilizar isso aqui como ao invés de trabalhar is aqui em Jes x segundo ele trabalha ISO aqui em quê em

eletrovolt tá ele vai trabalhar is aqui pensando em eletrovolt E aí ele vai cancelar então esses J vai transformar então o que que eu tenho ó um eletrovolt fazer aqui ó equivale a 1,6 x 10 a-1 J não é isso então 6,63 x 10 a-34 equivale a quantos elr x né então o x é igual a quanto vou pegar 6,63 x 10 a- 34 ISO aqui Vai Multiplicar incógnita não vai se ele multiplicar incógnita não passa dividindo depois passar dividindo dividido por 1,6 tá x 10 A1 certo quando x ó 6,63 4 x 1,6 3,2

6,4 dá um pouquinho maior que 4 vai dar 4 V né vamos ver 4,5 vamos ver já vamos colocar aqui x 10 elevado a quanto -1 ele s porque elevado o expoente Positivo né ficando positivo vai ficar + 19 não vai ficar + 19 -34 com mais se fosse -34 com + 20 dá -1 então dá -1 não dá -1 -1 isso então 4 V eh o valor 4,7 4,07 4,07 x 10 é -1 elv então eu posso colocar eu posso colocar Então o quê que o h que era 6,63 x 10 a-34 Jes x

segundo eu posso colocar aqui o H é igual 4,07 x 10 elevado -1 elv xes segundo Então posso substituir tá então alguns locais eles vão trabalhar dessa Depende de quem tá elaborando daí tá certo então às vezes vai colocar em eletrovolts Mas que que você tem que lembrar mesmo que um electrovolt equivale a 1,6 x 10 a-1 J Professor ten que lembrar disso Olha eh depende do local que você vai fazer sim dep local que você vai fazer sim tá mas assim Normalmente eles fornecem esse valor Beleza então tá então Aqui começa a ideia então

da física quântica Então tudo isso aqui veio da interpretação de um corpo que estava sendo aquecido tudo bem aí o que que nós temos seguinte a energia ela é quantizada beleza nós chegamos até aí mas só que nós estamos falando o quê o valor do H é igual a 6,63 x 10 a-34 J x segundo Beleza agora nós temos um grande problema aqui Qual é esse grande problema que nós temos aqui seguinte as pessoas eles não trabalham muitas vezes em 10 a- 34 que é muito pequeno esse número eles gostam de trabalhar então negócio chamar

de eletrovolt e o que que é eletrovolt é o seguinte quando eu penso tá numa carga entrando em movimento trabalho né é igual a carga vezes a diferença de potencial vou colocar q u Depende de onde você está estudando ele vai chamar isso aqui desse símbolo tá ou ele vai chamar is aqui desse símbolo aqui ó é a mesma coisa tá independente Onde está eu vou colocar o w de work tá beleza é igual a carga vezes a diferença de potencial beleza vamos imaginar Então essa aqui é a fórmula tá essa aqui é a fórmula

que nós temos a carga imagina que é igual a 1 elétron que é 1,6 x 10 elevado -19 C não é isso a diferença de potencial faz conta que é dado no enunciado que é de 1 v o que que é volt mesmo é j 1 J por culb não é isso é isso aqui então tá faz de conta que essas duas unidades foram dadas no Exercício o como que nós fazemos calcular o trabalho mesmo trabalho igual a carga Quanto que é a carga 1,6 x 10 a-19 né coulumb vezes a di potencial que é

1 J Por coub que que nós fazíamos cancelamos isso com isso não é isso aí nós aconteceu o que deu em jaes não deu trabalho igual 1,6 x 10 a-1 J tá Chegamos aqui isso aqui é o trabalho não é a equação trabalha is aqui tá agora o que que nós temos trabalha o que não é energia não é se o trabalho é energia poderia também pensar que isso aquii é o quê é o e né que é 1 e né um que é a carga elementar vezes volt 1 V né 1 e x 1

v 1e x 1v eu posso pensar que é 1 elv e 1 elv nós vimos que é quanto 1,6 x 10 a-1 J não é isso então nós vamos colocar aqui ó Acompanha comigo agora vem comigo ó 1 elv nós temos que equivale a quanto equivale a 1,6 x 10 a-1 o quê Jes beleza isso mesmo tá nós temos isso não temos agora o que eu quero fazer eu quero pegar fazer o seguinte tirar a ideia do jaes eu quero colocar elov por qu aí a gente transformando vai ficar um número um pouco menor não

vai ficar 10 a men 34 ficar um número menor ainda aí que nós vamos fazer agora faz essa transformação vamos lá eu tenho que 1,6 x 10 a-1 J equivale a 1 elov não é isso então 6,63 x 10 a- 34 J equivale a quantos eletrovolt vou chamar de x então x igual aí eu vou pegar vou multiplicar cruzado correto Então esse vezes esse vai ficar 6,63 x 10 a- 34 né esse x vai confundir com esse x né vou mudar esse x aqui de cara ó colocar o x assim tá galera Ó vou mudar

esse x aqui ó colocar daquele jeito ó x pronto para não confundir com esse né quer da multiplicação tá dividido por esse aqui multiplicou esse aqui não multiplicou então ele passa pro outro lado dividindo quem multiplica a incógnita passa dividindo então deu 1,6 X 10 a-19 então o x igual a quanto 6,63 di por 1.6 dá Quanto 4,17 aproximadamente tá 4,17 ó porque 1,6 x 4 tá 1,6 x 4 6,4 é um pouquinho maior que se né Aí tem que fazer as contas mesmo mas dá 4,17 x 10 é quanto ó o -1 sobe elevado

exponente positivo -34 mais 19 dá quanto - 15 certo então -1 elv tá E com isso nós podemos fazer o que agora ó nós temos aqui não temos então tenho que 6,63 equivale a quanto elv 4,1 7 x 10 - 15 tá Então olha aqui o que nós temos o h que era 6,63 x 10 - 34 eu posso colocar como sendo 4,17 X 10 a- 15 elv x segundo então podemos usar assim ó então ISS aqui tá então é bem comum pessoal utilizar dessa maneira Depende de onde você vai fazer a prova do seu

vestibular tá Às vezes ae coloca em Eletro V vezes segundo ao invés de colocar em Jaul vezes segundo Então depende do laboradores ser de uma maneira ou da outra maneira tá agora o que que nós vamos chegar galera então nós descobrimos então isso aqui que a ideia de PL que a energia estava quantizada que a constante de plan pode ser dado por isso ou por isso né em eletrovolts mas agora isso tudo vai nos levar a outra coisa