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Júpiter - Sistema de Graduação

Instituto de Física
 
Disciplinas Interdepartamentais do Instituto de Física
 
Disciplina: 4300377 - Evidências Experimentais da Natureza Quântica da Radiação e da Matéria
Experimental Evidence of the Quantum Nature of Radiation and Matter

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2019 Desativação:

Objetivos
Retomar as limitações dos modelos clássicos e introduzir o conceito da dualidade onda-partícula para a matéria e para a radiação a partir da discussão de evidências experimentais. Consolidar o entendimento do aluno sobre o método científico a partir de experimentos envolvendo fenômenos da dualidade onda-partícula, tanto para a radiação como para a matéria.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
1453644 - Marcelo Gameiro Munhoz
 
Programa Resumido
Revisão dos problemas em aberto da física do final do sec XIX. A quantização de Planck no estudo da radiação do corpo negro. A proposta do caráter dual da radiação eletromagnética a partir do efeito fotoelétrico. Energia e momento do fóton. Raios-X produzidos no freamento de elétrons. Efeito Compton. Difração de raios-X. O caráter dual da matéria. A hipótese de de Broglie. A experiência de Davisson e Germer. Discussão da experiência da fenda dupla com fótons e elétrons. O modelo atômico de Rutherford e o problema da estabilidade do átomo na física clássica. O modelo de Bohr. Pacotes de ondas. O princípio da incerteza. Interpretação probabilística de Born. Experimentos: radiação do corpo negro; efeito fotoelétrico; difração de raios-X e efeito Bremsstrahlung; espectroscopia do H; difração de elétrons.
 
 
 
Programa
A natureza ondulatória das radiações eletromagnéticas • Longa disputa entre teorias ondulatórias e corpusculares • Teoria de Maxwell e experimentos de Hertz • A interação da radiação com a matéria: um dos problemas em aberto da física clássica. • A radiação eletromagnética numa cavidade. A hipótese de Planck e a constante h. • Experimento: Radiação do corpo negro A natureza corpuscular da radiação eletromagnética • A origem da quantização da radiação eletromagnética. Efeito fotoelétrico. Energia e momento do fóton. Interpretação estatística da intensidade da radiação. Dualidade onda eletromagnética-fóton • Experimento: Efeito fotoelétrico • Raios-X produzidos no freamento de elétrons. Efeito Compton. • Experimento: Difração de raios-X e efeito Bremsstrahlung A natureza corpuscular (atômica) da matéria: • Evidências químicas e físicas para uma descrição atômica da matéria. • Modelo atômico de Rutherford e o problema da estabilidade do átomo na física clássica • Modelo atômico de Bohr • Experimento: espectroscopia do H A natureza ondulatória da matéria: • Hipótese de de Broglie. A experiência de Davisson e Germer. • Pacotes de ondas. Princípio da Incerteza de Heisenberg. Interpretação probabilística de Born. Discussão da experiência da fenda dupla com fótons e elétrons • Experimento: difração de elétrons
 
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas e práticas ministradas no laboratório.
Critério
Os alunos serão avaliados através de provas, relatórios das experiências e entrevistas.
Norma de Recuperação
Não há recuperação.
 
Bibliografia
     
1. Física Quântica, Eisberg e Resnick (ER); 2. Modern Physics for scientists and engineers, T. Thornton e Andrew Rex (TR); 3. Modern Physics de Serway, Moses e Moyer (SMM); 4. Física Moderna, Paul A. Tipler e Ralph A. Liewellyn (TL); 5. Modern Physics, Kenneth Krane (KK) 6. Física Moderna, Francisco Caruso e Vitor Oguri (FV) 7. Física Moderna e Contemporânea - Volume 1, Jucimar Peruzzo, Walmir Pottker e Thiago Gilberto do Prado 8. Experiments in Modern Physics - Melissinos
 

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