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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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