Introdução à Física Moderna

Introdução Teórica à Física Moderna

Física

Professor: Marcelo Barão

Introdução à Mecânica Quântica
1 Introdução
Nosso ponto de partida são os cinco anos finais do século XIX, um dos mais extraordinários períodos da história da física.
Duas grandes linhas de pesquisa se desenvolviam naquela época. A primeira, dos raios catódicos, descargas elétricas em tubos de vidro com gases rarefeitos, que se originavam do catodo, terminal metálico do interior do tubo ligado externamente ao pólo negativo de uma fonte de tensão. As descobertas dos raios X, da radioatividade e do elétron têm origem no estudo dessas descargas que produziam bonitos e intrigantes efeitos luminosos dentro do tubo ou nas suas paredes. Veja a figura ao lado.
Outra linha de pesquisa era a espectroscopia.
Originária do fenômeno da dispersão da luz branca com um prisma, descoberto por Newton, ela foi aperfeiçoada ao longo do século XIX e, além do prisma, passou a utilizar também redes de difração.
Em meado do século XIX, já havia um instrumento específico para pesquisas nessa área, o espectroscópio. O modelo da figura ao lado é do final do século XIX, mas ainda hoje se utilizam espectroscópios semelhantes para fins didáticos.
As pesquisas em espectroscopia trouxeram inúmeras indagações que a física da época não era capaz de explicar. Uma delas era a função matemática que descrevia o gráfico da intensidade da radiação de um corpo aquecido, quando se percorre o seu espectro. Outra, era a estranha distribuição das raias ou linhas dos diferentes espectros de diferentes elementos.
Embora houvesse uma expressão matemática empírica para o espectro do hidrogênio que permitia calcular os valores das diferentes freqüências, ou comprimentos de onda, correspondentes a cada raia, não havia qualquer fundamentação teórica que a justificasse.

2 Os raios X e a radioatividade
As descobertas dos raios X e da radioatividade foram duas das raras descobertas da física marcadas por