FÍSICA QUÂNTICA PARA PRINCIPIANTES 2 - A constante de Planck

o presente começar a falar da mecânica quântica propriamente dita isso vai começar a falando de qualquer um Panorama da física no final do século 19 quais eram os problemas que a física ainda tinha que resolver e na aula de hoje a gente vai falar de uma constante chamada constante de Planck e ela é fundamental para gente compreender a mecânica quântica i e ela está presente por exemplo na determinação da energia de um fóton ela está presente no princípio da incerteza de Heisenberg ela está presente na equação de onda de schrodinger professor é para copiar essas

fórmulas aí é para resolver não não é importante você decorar essas fórmulas vou colocar algumas fórmulas aqui mas essas fórmulas são mais pra gente compreender o conceito que está por trás delas Vocês não precisam se preocupar em decorar essas fórmulas nem resolver essas formas por enquanto a gente não vai resolver essas formas a gente vai se preocupar com o conceito que essas fórmulas carregam em cima é importante entender o que que tava acontecendo na física no final do século 19 e início do século 20 né era o momento de empolgação na fiz você tiver um

pouco antes de sua mecânica já tem se consolidado as leis de Newton que unificaram né os movimentos terrestres e os movimentos celestes você tinha a teoria da gravitação universal já bastante a vida que já explicava o movimento dos planetas você tinha a termodinâmica Então você tinha um modelo cinético que já era capaz de unificar o calor e o movimento na forma de energia né O gel ele já tinha demonstrado equivalente mecânico do calor você tinha o eletromagnetismo que explicava a luz que explicava a velocidade da luz O que é a luz até então né o

eletromagnetismo dizer que é uma onda e demonstrava isso de uma forma bastante elegante pelas equações de Maxwell né a partir das equações de Maxwell você conseguir determinar a velocidade da luz Teoricamente esse o batia com os resultados obtidos em laboratório você tinha unificação da Ótica com eletromagnetismo explicando que a luz era uma onda então a física tava no momento de bastante empolgação inclusive existiam físicos que diziam que a física tinha acabado né que a física já tinha explicado tudo e que dali para frente ou seja finalzinho do século 19 e início do século 20 no

há nada para se descobrir na física o trabalho dos físicos dali para frente seria apenas fazer medidas e refinar os cálculos as medidas e um grande físico Lord Kelvin é preciso é o mesmo cara da escala Kelvin esse Lord Kelvin aí é isso mesmo aquele mesmo Da escala Kelvin ele em 1901 numa palestra Ele disse que naquela empolgação né que a física tinha terminado ou seja física já tinha resolvido todos os problemas só via duas nuvens no céu azul da física que os físicos tinham que resolver ele se referia a nuvens aí como você no

dois problemas que a física não tinha resolvido ainda mas que em breve a física resolveria e que a gente teria resolvido todos os problemas aí das ciências na frente e E aí [Música] a primeira dessas nuvens era a questão que os físicos não estavam conseguindo detectar o éter e que o éter não é aquela substância química não né o éter na física e lá no final do século 19 e início do século 20 eu já tinha teoria eletromagnética bem desenvolvida em que dizia que a luz é uma onda eletromagnética mas para eles lá como a

luz é uma onda ela precisava de um meio para se propagar e eles postularam que este meio deveria ser o éter e esse é ter deveria ter características muito bem determinadas aí características um pouco estranha a questão é os físicos foram para o laboratório tentar detectar esse é perder diversas formas e não conseguiram ninguém tava conseguindo detectar Chester parecia que certa no existir essa é a primeira nuvem que o Lorde Kelvin estava se referindo essa primeira nuvem deu origem a relatividade a gente não vai falar dela Nesta aula porque o foco dessa aula é a

física quântica EA mecânica E aí a segunda nuvem tu quer ouvir estava se referindo é o problema da radiação do corpo negro e a gente vai falar deste problema Nesta aula tem outro vídeo aqui no meu canal que a gente fala sobre radiação de corpo negro a gente não dá esse nome né mas a gente fala sobre radiação do corpo negro e aplica a radiação do corpo negro para explicar que ele termômetro pistola aquele termômetro infravermelho que mede o nosso a temperatura é distância vou deixar o Card aqui para vocês acessarem esse vídeo e assistir

esse canal é bem legal hein vou dar o like aqui vou me inscrever tá bom que que é o problema da radiação de corpo negro vou tentar explicar em poucas palavras e bem resumidamente né O que a pizza já sabia até então utilizando a termodinâmica eo eletromagnetismo é o seguinte os corpos estão feitos de átomos né e moléculas que são feitas de átomos e a temperatura desses corpos é agitação dessas moléculas na idade dessas desses átomos e esses átomos são compostos por cargas elétricas você tem elétrons ali tem colocar os também né o candidato estão

vibrando essas cargas elétricas estão vibrando também e o electromagnetismo afirma que quando você tem uma carga vibrando essa carga gera uma onda eletromagnética essa onda eletromagnética gerada pelas cargas que estão vibrando é a radiação térmica sério a gente tem um vídeo aqui falando sobre isso até aí tudo bem aí [Música] e qual era o problema você pegasse a teoria clássica considerasse a carga oscilando ali e a onda que a gerada por essa carga utilizando a termodinâmica clássica e o eletromagnetismo clássico criasse uma equação né que é essa equação aqui né a gente chama de equação

de Halley jeans Não é por causa dos dois físicos que formular essa equação Eles foram lá nessa equação trabalhando o física clássica eles pegaram física clássica que você tinha na época física que você tinha na época e aplicaram para gerar essa equação essa equação deverá prever a intensidade da radiação gerada da radiação térmica gerada por um corpo negro de acordo com a sua temperatura essa equação leve em conta que a energia que essa radiação transmitir ela é transmitida continuamente porque é energia que uma onda transmitir ela é transmitida continuamente plantar fluindo digamos assim né e

ao fluir ela tá carregando energia como a gente já estudou Ela carrega essa energia essa energia é transmitida continuamente em conta as partículas aquelas cargas elétricas tiverem oscilando elas vão estar liberando Essa energia de uma forma contínua é isso que é física da época considerava foi isso que o Highway jeans consideraram nesta equação saiu essa equação aí só que quando você pega essa equação e aplica você vai ter esse gráfico que a gente tá vendo aqui em preto tão vendo problema é quando você vai para o laboratório mede a intensidade da radiação em relação à

frequência você não obtém-se a curva em preto você obtém essas curvas coloridas que vocês estão vendo nesse gráfico que como vocês podem ver são bem diferentes dessa curva em preto aqui em outras palavras pessoal Resumindo aqui a história a física clássica o eletromagnetismo EA termodinâmica não estavam dando conta de resolver esse problema porque você pegava eletromagnetismo EA termodinâmica aplicavam corretamente mas não obtiveram o resultado correto cor usei para o laboratório e medir a radiação de um corpo negro que você via que os resultados não batiam com a previsão teórica E aí eu tava tirando o

sono de muito físico naquela época essa questão é que vai dar origem na verdade a mecânica quântica ninguém conseguia resolver esse problema você pegava aplicava a física clássica física que você tinha na época né termodinâmica eo eletromagnetismo e não conseguir resolver até que no final do ano de 1901 um físico alemão chamado maxicor Ernesto dividir Planck que é esse cara aí que vocês estão vendo que eu vou chamar de Planck né só a partir de agora ele consegue resolver esse problema ou seja ele vai conseguir matematicamente propor uma formulação que vai unificar aquela física clássica

digamos assim com o resultado de laboratório obtido pela radiação de corpo negro só que para resolver essa equação ele vai utilizar um artifício matemático tem um pouco estranho e é isso que a gente vai discutir Esse é o foco da nossa alma E aí [Música] o que que o cliente faz ele pega essa forma aqui né que a energia essa fórmula que se a gente for analisar ela vai dizer que a energia quando você tem uma onda é a energia se transmite continuamente Nessa onda essa onda transmitir a energia de forma contínua né e o

plano que percebe que o único jeito de você resolver matematicamente essa fórmula para ela bater com as medidas de laboratório é você desconsiderar essa ideia de que a onda transmitir a energia de forma contínua e considerar que a onda transmitir a energia de forma discreta significa onda transmite energia de forma discreta significa que aquela onda transmite a sua energia não continuamente sem parar mais impulsos digamos assim um pacotinhos e quando você faz essa modificação Ou seja você substitui esse termo da energia na equação por esse outro termo aqui que o clã que propôs no qual

o n é um número natural né o número que só aceita o número um dois três quatro e assim por diante não aceita números que e este H é a constante de Planck é uma constante para calibrar a equação e esse é frequência da onda O quê que significa isso né fisicamente Senhor eu não tô entendendo uma coisa que se a radiação térmica é uma onda como é que energia pode se propagar em pacotinhos né e não continuamente sim muito bem né uma coisa bem esquisita que aparece aqui é o seguinte Olha como então que

aquela radiação térmica do corpo negro pode ser uma onda se ela transmite energia não de forma contínua mas de forma discreta ou seja na forma de pacotinhos de energia digamos assim né e o próprio plantio na época que resolver esse problema ele mesmo não sabia se isso tinha um significado físico ou o Mero artifício matemático né o plano que nunca usou é dar um significado físico definitivo dessa equação que ele mesmo criou quem vai fazer isso quatro anos depois é um jovem físico alemão né que trabalhava no escritório de patentes na época vocês já ouviram

falar nele ele vai pegar esse ideia do Planck e vai dar um significado físico para essa ideia e esse é o tema da nossa próxima aula pessoal Muito obrigado e até a próxima E aí