(APS) Mecânica Qântica

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Atividades Práticas 
 Supervisionadas (APS)
Bruno de Souza Lima RA: C4206H8 Turma: EB2V18
 
 Mecânica Quântica
 Sumário
Introdução..........................................
Aplicações na ciência e tecnologia.........
Impactos produzidos na sociedade.........
Efeito do trabalho na formação do aluno..
Conclusão.............................................
Bibliografia............................................
 Introdução
Mecânica quântica é um ramo da física que lida com o comportamento da matéria e da energia na escala de átomos e partículas subatômicas. A mecânica quântica é fundamental ao nosso entendimento de todas as forças fundamentais da natureza, exceto a gravidade. A Mecânica Quântica ou Física Quântica é a teoria Física que obtém respostas no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como “moléculas”, “átomos”, “elétrons”, “prótons” e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos. A Mecânica Quântica é um ramo fundamental da Física com vasta aplicação. A teoria quântica fornece descrições precisas para muitos fenômenos previamente inexplicados tais como a radiação de corpo negro e as órbitas estáveis do elétron. Apesar de na maioria dos casos a Mecânica Quântica ser relevante para descrever sistemas microscópicos, os seus efeitos específicos não são somente perceptíveis em tal escala. Por exemplo, a explicação de fenômenos macroscópicos como a superfluidez e a supercondutividade só é possível se considerarmos que o comportamento microscópico da matéria é quântico. A quantidade característica da teoria, que determina quando ela é necessária para a descrição de um fenômeno, é a chamada constante de Planck, que tem dimensão de momento angular ou, equivalentemente, de ação.
A Mecânica Quântica recebe esse nome por prever um fenômeno bastante conhecido dos físicos: a quantização. No caso dos estados ligados (por exemplo, um elétron orbitando em torno de um núcleo positivo) a Mecânica Quântica prevê que a energia (do elétron) deve ser quantizada. Este fenômeno é completamente alheio ao que prevê a teoria clássica.
 A Mecânica Quântica é um ramo fundamental da física com aplicações nos mais variados campos do conhecimento e, em especial, no desenvolvimento das mais modernas tecnologias.
Mecânica Quântica é uma ampla teoria sobre a qual é baseado muito de nosso conhecimento de mecânica e radiação. É uma teoria recente. Em 1900, a mecânica da matéria, baseada nas leis de movimento de Newton, tinha resistido a alterações durante séculos. Assim, do mesmo modo, a teoria ondulatória da luz, baseada na teoria eletromagnética, resistia em desafios. 
A Mecânica Quântica e uma teoria notável. Parece não haver nenhuma dúvida real que muito da física e tudo da química seriam deduzíeis de seus postulados ou leis. Ela tem respondido corretamente muitas questões e tem dado uma visão profunda dos processos naturais, estando preparada para contribuir muito mais. 
Em 1900 o cientista alemão Max Planck faz pesquisas importantes no campo da física quântica, estes estudos serviram de base para o desenvolvimento da teoria da relatividade.
Max Planck, físico considerado o pai da física quântica e um dos físicos mais importantes do século XX, Planck foi laureado com o Nobel de física em 1918, por suas contribuições na área da física quântica.
 
 Aplicações na ciência e tecnologia
Hoje com grandes descobertas sendo elas de influencias, nossos avanços são constantes em torno da mecânica quântica, Novas ideias surgem nos quais acarretam novos produtos ou processos. Que por sua vez garantem uma vantagem mercadológica ao seu possuidor, resultando, finalmente, na geração de riqueza. Exemplos associados à física do século XIX são os avanços na termodinâmica e suas aplicações em máquinas a vapor e motores a combustão, e os avanços no eletromagnetismo que resultaram em avanços tecnológicos na área de comunicação à distância, do telégrafo às ondas de rádio. Na verdade, é difícil imaginar o mundo como conhecemos hoje sem algumas dessas invenções: transistores de estado sólido, lasers em aparelhos de leitura de CDs, discos magnéticos, ressonância magnética nuclear, só para citar alguns exemplos. 6bilhões de dólares são arrecadados anualmente apenas em tecnologia de imagem médica, medicina nuclear 100 milhões de exames de laboratório, armas nucleares 30 bilhões de dólares, e 40 bilhões de dólares em energia nuclear. Estima-se que 30% do produto nacional bruto do mundo são devidos ao conhecimento de como as partículas subatômicas se comportam tudo o que chamamos de alta tecnologia
A televisão, as lâmpadas fluorescentes, o laser, o gravador, o telefone está fundamentado na física quântica. O conhecimento da mecânica quântica é hoje fundamental para a produção de novas tecnologias de ponta. Portanto, o aprendizado de seus conceitos fundamentais e o seu domínio operacional são hoje um requisito necessário não só aos físicos, mas também aos engenheiros químicos. Somente assim poderá um país se tornar competitivo do ponto de vista de novas tecnologias.
A Mecânica Quântica tem tido um enorme sucesso em explicar muitas características do nosso Mundo. O comportamento individual das partículas subatómicas que constituem todas as formas de matéria – elétrons, prótons, nêutrons, etc. – só pode ser descrito usando a Mecânica Quântica. Esta explica como os átomos individuais se combinam para formar compostos químicos, dá um conhecimento quantitativo dos processos de ligação química e determina explicitamente o quão estáveis são as moléculas.
Muita tecnologia moderna opera a uma escala onde os efeitos quânticos são significativos. Exemplos incluem o laser, o transístor, o microscópio electrónico, a supercondutividade e as imagens de ressonância magnética.
 Microscópio elétrico Laser
Os investigadores estão atualmente à procura de métodos robustos de manipular diretamente estados quânticos. Estão a ser feitos esforços para desenvolver a criptografia quântica, que vai permitir transmissões de informações garantidas e seguras. Um objetivo mais distante é o desenvolvimento de computadores quânticos, que serão muito mais rápidos que computadores clássicos. Outro tópico de investigação é a teleportação quântica, que desenvolve técnicas para transmitir estados quânticos a distâncias arbitrárias.
 Impactos produzidos na sociedade
Uma ótima citação a ser exposta seria a do despertador “Acordei neste exato momento, muito atrasado, pois meu despertador não tocou, já sei o problema esqueci de acionar a o mecanismo da corda, e ele parou no meio da noite. Podemos ver o quanto a mecânica quântica esta sendo importante mesmo com seus contratempos, pois seria deste modo sem ela presente; não teríamos despertador digital que funciona a pilha ou energia elétrica entre outros mais.
 
 Despertador manual (a corda) Despertador digital (elétrico)
 A Física Quântica causou e tem causado enormes transformações na vida de todos nós. Nem sempre e nem todos estamos conscientes dos modos pelos quais uma revolução científica iniciada há cem anos pode nos afetar até hoje, mas provavelmente já ouvimos falar de seu impacto na evolução da própria Física e de toda controvérsia gerada pelas dificuldades conceituais de interpretação dos fenômenos quânticos. 
 Seus efeitos, porém, se estenderam para além da Física, com desdobramentos importantes na Química, com a teoria de orbitais quânticos e suas implicações para as ligações químicas, e na Biologia, com a descoberta da estrutura do DNA e a inauguração da genética molecular, apenas para citar dois exemplos. 
 Mesmo conscientes dissotudo, estaríamos preparados para mais essa: para a possibilidade de que a própria consciência possa operar com base em princípios ou efeitos quânticos? 
 É preciso dizer desde logo que, na verdade, essa história não é assim tão nova. Desde o início de sua formulação, a Física Quântica apresentou uma dificuldade essencial: a necessidade de se atribuir um papel fundamental para a figura do observador (aquele que está realizando um experimento quântico). Isso decorre do fato da teoria quântica ser de caráter não determinístico, ou seja, trata-se de uma teoria para a qual a fixação do estado inicial de um sistema quântico (um átomo, por exemplo) não é suficiente para determinar com certeza qual será o resultado de uma medida efetuada posteriormente sobre esse mesmo sistema. 
 Pode-se, contudo, determinar a probabilidade de que tal ou qual resultado venha a ocorrer. Mas, quem define o que estará sendo medido e tomará ciência de qual resultado se obtém com uma determinada medida é o observador. Com isso, nas palavras de E. P. Wigner, "foi necessária consciência para completar a mecânica quântica". 
 A introdução de elementos subjetivos na Física Quântica, embora tenha sido defendida por físicos notáveis como Von Neumann, além do próprio Wigner, é considerada altamente indesejável, tendo sido tentadas diferentes formulações para contornar esse problema que, aliás, é objeto de debate ainda hoje. Contudo, não é tanto esse problema de caráter epistemológico que se quer focalizar aqui, mas sim a possibilidade de que certos efeitos quânticos possam fazer parte do funcionamento do cérebro e estejam envolvidos na manifestação da consciência. Porém, antes de ir direto ao ponto, convém apontar alguns aspectos da dinâmica cerebrais mais aceitos atualmente. 
 De forma resumida, pode-se dizer que as descrições mais convencionais apontam a consciência como sendo uma propriedade emergente das atividades computacionais realizadas pelas redes de neurônios que constituem o cérebro. O cérebro é visto essencialmente como um "computador" para o qual as excitações neurais (correspondentes à atividade sináptica) seriam os estados de informação fundamentais (equivalentes aos bits). A partir dessa visão, certos padrões de atividades neurais teriam estados mentais correlatos, sendo que oscilações sincronizadas no tálamo e no córtex cerebral produziriam uma conexão temporária dessas informações e a consciência surgiria como uma propriedade nova e singular, emergente da complexidade computacional das redes neurais atuando em sincronia. 
 Em geral, os enfoques quânticos não excluem o funcionamento do cérebro através de redes neurais (seria negar o óbvio), mas consideram que complexidade somente não explica tudo e situam efeitos quânticos como centrais para a descrição da emergência ou geração do eu consciente. Aliás, alguns desses modelos negam que consciência seja uma propriedade emergente de redes neurais operando além de certo nível crítico de complexidade, mas consideram que a dinâmica cerebral, na verdade, organiza e faz aflorar algo que já é uma propriedade intrínseca da natureza.
Podendo assim diferenciar os vários aspectos do cotidiano.
“Sem a constante evolução do nosso cérebro
Nunca seria possível tudo isso” Bohr 
 
 
 Efeito do trabalho na formação do aluno.
Ouvi uma vez, faz um tempinho, foi no ensino fundamental uma professora avia explicado uma matéria sobre a qual eu não me lembro, dizendo que tudo o que fazemos com amor, carinho, dedicação nos traz paz, conhecimento e muitas outras coisas, com isto ela nos perguntou sobre o que queríamos fazer de nossas vidas tanto profissionais quanto pessoais, e me lembro muito bem, que disse que queria exercer a profissão de Engenharia mecânica, isto havia sido da boca para fora mas com o tempo fui amadurecendo e pesquisando sobre o assunto “o que eu queria para min”, e foi bem isto que escolhi para min, o que eu sempre almejei e admirei, a mecânica as descobertas, as criações tudo que se relaciona com estas derivadas.
Vários pensamentos veem com o tempo e você pensa consigo mesmo, “será que não há outras alternativas para obtermos uma melhora em nossas criações, será que não podemos viver em paz com o meio ambiente, todas as questões se integram e viram uma só para que possamos enfatizar o crescimento para a melhora. 
Há dias que me deito na cama e fico pensando nestas alternativas, vários experimentos sendo criados para tentar melhorar, como por exemplo o carro elétrico uma alternativa muito sustentável que pode ser desenvolvida em grande escala, que não prejudica o nosso meio ambiente.
Outro exemplar que me surpreendeu foi o micro-ônibus que transita pela cidade sem motorista apenas por programação, que por sua vez transporta passageiros para qualquer lugar que se solicite, mesmo estando em experiência ainda o protótipo criado pela robosoft já esta sendo testado por seus criadores e espera que a descoberta seja mais viável que taxis sem motoristas.
Logo penso que possuindo o conhecimento e os conceitos certos a respeito da mecânica quântica, nós estudante teremos facilidade no decorrer do seu curso de engenharia, independente de segmento. A mecânica quântica pode também ser aplicada em varias outras áreas. O aluno que decidir seguir carreira em uma dessas outras áreas (que se tem ao menos o básico da mecânica quântica) lidará com tecnologias avançadas e extremamente precisas, onde os efeitos quânticos são extremamente significativos. Um bom exemplo são os telescópios e microscópicos, onde sua rotação e extensão de suas lentes para maximização da imagem devem ser extremamente precisa para que o foco seja perfeito. 
 Logo se conclui que a mecânica quântica é extremamente importante para a formação de um profissional que quer ter seu diferencial no mercado que irá enfrentar no decorrer de sua carreira após a conclusão do curso. 
Olhando por vários ângulos e imaginar o que seria de nós sem estas varias descobertas, como seria possível ter algo tão complexo como temos neste agora, as tecnologias existentes depois da descoberta de Max, os grandes impactos no contra e no a favor de nossa espécie, o que seria de nós¿ seria melhor¿ ou pior¿ eis a questão como se dizia Albert!
 Isso é o que torna a ciência fascinante, ela expande nossa mente.
 
 
 
 Conclusão
A mecânica quântica não tem um estágio de paralização esta sempre em constante desenvolvimento, seu conceito seu progresso nunca descartou a utilização da mecânica clássica, ela apenas utilizou a mecânica clássica para ter a sua própria existência e construindo suas próprias possibilidades.
Podemos até tentar explica-la mas ela sendo algo muito complexa o torna quase que impossível. Portanto sem o seu entendimento o mundo seria um lugar extremamente atrasado, pois de suas teorias e descobertas dependemos para ter uma grande crescente a seu respeito, sema mecânica quântica seria impossível ter algo em destaque com a mecânica simples. Por isso sua extrema importância, no mundo, na sociedade e na vida de todos, é algo valioso e de grande qualidade embora não pareça.
 
 
 
 Bibliografia e Referencias
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=micro-onibus-sem-motorista-testados-europa&id=010170150915#.Vhviz-FdHIu
https://mecanicaquantica.wordpress.com/2011/04/28/
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgGbcAC/mecanica-quantica?part=3
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_qu%C3%A2ntica
Curso Completo de Física e Mecânica Quântica – Henrique FlemingErwin Rudolf Josef Alexander Schroedinger
http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Mathematicians/Schrodinger.html Modelos e os mecanismos
Albert Einstein – “Einstein Archives Online” e “The MacTutor History of Mathematics archive”, disponíveisem: http://www.alberteinstein.info e http://wwwhistory.mcs.st-andrews.ac.uk/Mathematicians/Einstein.html
Física FC, física moderna: mecânica quântica, curso complete de mecânica quântica Henrique Fleming, mecânica quântica 2 edição David griffthers