Aula pibid 04 - Física moderna

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Física moderna
Física Moderna designa as novas concepções da Física 
desenvolvidas durante as três primeiras décadas do século XX, as 
quais resultaram das proposições teóricas dos físicos Albert Einstein e 
Max Planck.
https://brasilescola.uol.com.br/biografia/albert-einstein.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/teoria-max-planck.htm
http://www.youtube.com/watch?v=AYXzh5Toguc
Superposição quântica
Uma das propriedades mais estranhas da Mecânica Quântica é, certamente, a superposição quântica. 
Essa propriedade torna possível que uma partícula quântica esteja simultaneamente em dois ou mais 
estados possíveis. No entanto, isso só irá ocorrer se o estado dessa partícula ainda não tiver sido 
determinado.
Por exemplo, se existisse uma porta quântica, ela poderia estar aberta, fechada ou ainda aberta e 
fechada ao mesmo tempo. Essa última possibilidade, no entanto, só existiria se você não pudesse 
observar, ou mesmo tocar essa porta. 
Caso você interagisse de alguma forma com essa “porta quântica”, a superposição simplesmente 
deixaria de existir. Dessa forma, a natureza colapsaria o estado da porta para as duas possibilidades da 
situação clássica: aberta ou fechada.
http://www.youtube.com/watch?v=DyB-6Ke5fPk
Dualidade onda-partícula
A dualidade onda-partícula é decorrente da superposição quântica. Toda partícula quântica, como 
prótons, nêutrons e elétrons, podem comportar-se ora como uma partícula, ora como uma onda. Para 
que isso aconteça, basta que não saibamos determinar sua natureza.
Caso seja possível detectar a partícula ou a frequência da onda, a natureza será encarregada de escolher 
o estado mais provável para aquela situação. É por isso que, em alguns fenômenos, os elétrons 
comportam-se como ondas e, em outros, como partículas
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/dualidade-particula-onda.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletrons-como-ondas.htm
http://www.youtube.com/watch?v=2vRyLAPxyEs
Medidas quânticas
Você sabia que, ao medir a posição de uma partícula quântica, você acaba determinando onde ela 
deveria estar? Como tudo no mundo quântico tem uma probabilidade de acontecer, uma partícula 
quântica pode estar em qualquer lugar do espaço. Isso mesmo: em qualquer lugar!
Antes de ser observada, a partícula tinha muitas possibilidades abertas, cada uma com sua probabilidade. 
Ao tentar localizá-la, no entanto, você faz com que ela deixe de existir exatamente ali, naquela posição. A 
partir de então, apenas uma das possíveis posições é escolhida.
Emaranhamento quântico
Sem dúvida, o emaranhamento quântico é um dos fenômenos mais curiosos da Mecânica Quântica. O 
estado de uma partícula quântica é determinado por uma complexa entidade matemática, chamada de função 
de onda. Em alguns casos, é possível fazer com que duas partículas de natureza quântica compartilhem a 
mesma função de onda, passando a comportar-se como se fossem uma única partícula.
http://www.youtube.com/watch?v=CXrptgPviN8
Princípio da Incerteza
- Na mecânica Newtoniana é possível saber a posição e o momento
das partículas e assim prever o seu comportamento.
- Werner Heisenberg (1901-1976) desconstruiu paradigmas da Física 
Clássica ao formular o Princípio da Incerteza:
Não é possível determinar ao mesmo tempo a posição e a 
quantidade de movimento de uma partícula atômica. 
- Experimento mental com microscópio óptico.
- A razão dessa incerteza não é um problema do aparato utilizado
 e nem do tipo de partícula, mas sim a própria natureza da matéria
 e da luz.
- O Princípio da Incerteza pôs fim ao sonho de Laplace de um mode-
 lo completamente determinista do universo.
Modelo Contemporâneo do átomo de acordo 
com o Princípio da Incerteza
Exercícios
1- Descreva do que depende a intensidade de um feixe de luz, 
segundo o modelo de fótons.
2- Diferencie a radiação eletromagnética segundo a teoria 
clássica e segundo a teoria quântica.
3- Explique por que a teoria quântica foi revolucionária 
Referências
HELERBROCK, Rafael. Curiosidades da Física Quântica. Mundo Educação, 2020. Disponível em: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/curiosidades-fisica-quantica.htm. Acesso em: 16/11/2020.
GROSSMANN, Cesar. Superposição quântica: novo experimento mostra que pode ser observável a olho nu. 
Hypescience, 2013. Disponível em: https://hypescience.com/superposicao-quantica/. Acesso em: 16/11/2020.
CHESMAN, Carlos; MACEDO, Augusto; ANDRÉ, Carlos. Física moderna experimental e aplicada. Editora 
Livraria da Física, 2004.
STEFANOVITS, Angelo. Física Ensino Médio 3º ano. Edições SM, 2013.
HAWKING, Stephen. Uma breve história do tempo. Editora Intrínseca, 2015.
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/curiosidades-fisica-quantica.htm
https://hypescience.com/superposicao-quantica/