Mecânica Quântica

Mecânica Quântica

1. conjunto de conceitos e leis que governam o comportamento de partículas em nível atômico e molecular.

2. É possível prever a trajetória exata de partículas (posições e momentos) dadas as condições iniciais.

3. É possível excitar qualquer movimento (translação, rotação e vibração) a qualquer energia.

4. A única manifestação da matéria está nas partículas. Ondas eletromagnéticas são formas de energia.

5. Corpo Negro

   • Falhas da Física Clássica
   • emissor ou absorvedor ideal de radiação
   • Partículas ou conjuntos de partículas carregadas oscilando emitem radiação quando recebem energia. Um corpo negro tem osciladores de todas as frequências.
   • Energia térmica é distribuída igualmente para todos os osciladores (equipartição da energia)
   • Por causa da condição de auto-interferência construtiva na cavidade, mais radiação de frequência alta sobrevive na cavidade do que radiação de frequência baixa
   • Max Planck (1900): energia dos osciladores está quantizada em valores discretos
     • Efeito Fotoelétrico
       • Incidência de luz = ejeção de elétrons = indicação de corrente elétrica
       • Aplicação de voltagem oposta à corrente até anulá-la = potencial de corte V0 , que independe da intensidade da luz = cálculo da energia cinética dos elétrons EK
       • Para cada metal, há uma frequência limite abaixo da qual elétrons não são ejetados
       • V0 (e portanto EK dos elétrons) cresce linearmente com a frequência da radiação, mas independe da intensidade
       • Quando há emissão de elétrons, ela é imediata à incidência da luz
       • Energia ganha por um elétron é gasta para vencer atração pelos núcleos atômicos e para imprimir velocidade
       • Quantum
         • energia do feixe de luz está concentrada em fótons, cada um carregando um quantum de energia hv. No choque entre fóton e elétron, o quantum de energia é integralmente absorvido pelo elétron.
         • Átomos e moléculas absorvem ou emitem luz em frequências específicas
         • Se as energias dos átomos e moléculas forem quantizadas, as variações de energia possíveis também o serão

6. Sistemas Microscópicos

   • Uma partícula não tem uma trajetória definida, mas se distribui no espaço como uma onda. Substituindo a trajetória da partícula, existe uma função de onda , que é em geral uma função complexa
   • Para se obter as possíveis funções de onda de uma partícula de massa m movendo-se em uma dimensão resolve-se a equação de Schrödinger independente do tempo
   • Para uma onda eletromagnética, valor do quadrado da amplitude em um ponto do espaço dá a intensidade da onda neste ponto ou a probabilidade de se encontrar um fóton nesta posição (Born)