Conceitos - Mecânica Quântica

Conceitos - Mecânica Quântica

1. Quantização

   • Diante da questão da "Radiação de Corpo Negro", os cientistas chegavam em cálculos que divergiam de maneira discrepante dos resultados obtidos experimentalmente, seus cálculos concluíam que a intensidade da radiação emitida tendia para o infinito em comprimentos de onda pequenos. Esse problema ganhou o nome de "Catástrofe Ultravioleta". 
   • Foi um físico alemão chamado Max Planck que conseguiu corrigir a matemática envolvida na Catástrofe Ultravioleta. Ao assumir que a energia não poderia ser calculada de modo contínuo, considerando quaisquer quantias para Energia, mas sim de modo discreto, em pequenos "Pacotes de Energia", sempre múltiplos de um número inteiro.
   • Efeito Fotoelétrico
     • No início do século XX, já era sabido que superfícies metálicas apresentavam alguma corrente ou emissão de elétrons quando exposta a radiação de frequência suficientemente alta, dependendo do material. Porém, esse efeito não conseguia ser explicados pelas teorias existentes na época.
     • O efeito veio a ser explicado de maneira plausível por Albert Einstein, em 1905, ao considerar que a luz era constituída de pequenos pacotes de luz, chamados de fótons, cuja a energia é diretamente proporcional à frequência de radiação incidente.
     • Função Trabalho
       • A função trabalho realiza um papel importante quanto ao efeito fotoelétrico, pois dependendo da função trabalho de cada material (normalmente metais) a quantidade de energia cinética que a partícula possuirá após o encontro com os fótons será divergente.
       • Efeito Compton
         • Em síntese, trata-se da variação da posição de um elétron ao ser atingido por um fóton de energia X, e a variação da energia desse fóton após o choque com o elétron.
         • Dualidade Onda-Partícula
           • Capacidade da luz (ou a matéria) se comportar como onda em algumas situações ou como partícula em outras situações.
           • Comprimento de Onda de De Broglie
             • Comprimento de onda deduzido por de Broglie para a matéria, chegando a conclusão de que não só a luz pode se comportar como partícula como as partículas (corpos portadores de massa) também podem se comportar como onda.
             • Ideia gerada por Louis de Broglie, e confirmada por George Paget Thomson (Filho de J.J. Thomson, o descobridor do elétron) ao notar a interferência (característica exclusiva de ondas) em elétrons ao passar por uma fenda.
             • Princípio da Incerteza
               • Proposta por Werner Heinsenberg, a ideia do Princípio da Incerteza é que nunca podemos ter certeza absoluta da posição e da velocidade de um corpo simultaneamente, pois, em escalas microscópicas, ao jogarmos fótons em uma partícula, para conseguirmos informação da partícula, podemos alterar o estado dessa partícula. Quanto maior a precisão da velocidade da partícula, menor a precisão da posição da mesma, e vice-versa.  
               • O Gato de Schrödinguer
                 • Experimento mental proposto por Erwin Schrödinguer para demonstrar o absurdo da teoria quântica de sobreposição das partículas. Nesse experimento mental, um gato hipotético está preso dentro de uma caixa, e na mesma caixa está um material instável que tem 50% de chances de emitir radiação e 50% de chances de não a emitir. Enquanto não se abre a caixa para saber se o gato está vivo ou morto, deve-se considerá-lo vivo e morto, simultaneamente.
                 • O experimento mental em questão para tanto quanto absurdo pois está em escalas macroscópicas, se tratando de corpos maiores como de um gato, mas ao tratarmos de corpos extremamente menores, como átomos e elétrons, a quântica mostra o quão estranha pode ser.
                 • Bohr e o Átomo de Hidrogênio
                   • Niels Bohr usou o conhecimento inovador da mecânica quântica para desenvolver um novo modelo atômico.  Bohr encontrou uma forma de obter os níveis de energia permitidos para o átomo de hidrogênio, medindo a sua quantidade de absorção e emissão de energia.
   • Energia
     • A quantização da energia foi uma ideia revolucionária de Max Planck, ao afirmar que a Energia era sempre múltiplos de números inteiros de uma variável, ao invés de possuir qualquer valor. Essa fração de energia foi chamada de "Pacotes de Energia".
   • Matéria
     • Em 1811, Amedeo Avogrado (1776 - 1856 ) formulou a hipótese "Todos os gases a uma dada temperatura contêm o mesmo número de moléculas por unidade de volume". Teoria essa que permitiu explicar quantitativamente muitas propriedades da matéria, estabelecendo que ela é quantizada e não contínua.

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