Breve história da MQ
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- Antônio Octavio Marreiro Ribas
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1 Breve história da MQ Rutherford 1911: descoberta do núcleo atômico especialista em radioatividade: partículas alfa e beta Fonte de partículas alfa - espalhamento por lâmina de ouro muito fina Espalhamento para trás possível apenas se massa atômica estiver concentrada em região << átomo Geiger + Marsden 1909
2 Breve história da MQ Espectro do Hidrogênio quatro linhas no visível (Angström 1860): Balmer 1885: fórmula empírica para sub-conjunto do espectro do H n = 7,8,9,. linhas ultra-violetas do H ( 1 1 λ = R H 4 1 ), n = 3, 4, 5, 6. n 2 Rydberg 1888: generalização para todo o espectro R H = 0,01097 nm 1 Bohr 1913: unificação entre espectroscopia e física atômica
3 Breve história da MQ Pré MQ Bohr 1913: unificação entre espectroscopia e física atômica Modelo: eletron(s) em órbita em torno do núcleo atômico (Rutherford) Energia cinética do elétron quantizada - constante de Planck h Níveis de energia - emissão de fóton quando elétron realiza transição entre níveis E n = R Z, n = 1, 2, 3,... n2 ( ) ( 1 1 λ = R Z m 1 ) 2 n 2 E n = E m + hν. R Z = R Z hc = m e(ze 2 ) 2 8cϵ 2 0h 3 Derivação das fórmulas de Balmer e Rydberg para Z=1 (Hidrogênio)!
4 Princípio Breve história da Incerteza da MQ Início dos anos 20: fracasso da velha Física Quântica (Bohr, Sommerfeld) em explicar a dinâmica e estrutura atômica Julho de 1925: Heisenberg publica primeiro artigo sobre a nova Mecânica Quântica. Trecho do resumo:...este artigo procura estabelecer uma base para a mecânica quântica... posição e momento linear representados por matrizes que não comutam! Novembro 1925: Born+Jordan (e independentemente por P. Dirac) formalização...comutador entre posição X e momento P de uma partícula: Constante de Planck
5 Breve história da MQ (1927) Werner Heisenberg ( ) Prêmio Nobel (Física) de 1932, pela criação da Mecânica Quântica Doutorado em Munique com A. Sommerfeld Assistente de M. Born na Universidade de Göttingen ( ) Visitante no Instituto de Física Teórica de N. Bohr em Copenhagen Professor na Universidade de Leipzig (Guido Beck foi seu assistente durante )
6 Breve história da MQ Quão grandes são as flutuações em torno da média estatística? X e P não comutam! princípio da incerteza: Limite inferior fundamental para as incertezas de posição e momento: Pauli 1926 (carta para Heisenberg): por que p e x não podem ser conhecidos com precisão arbitrária?...podemos olhar o mundo com o olho-p ou com o olho-x, mas quando queremos abrir ambos os olhos ficamos tontos. Medida do momento apaga (embaralha) informação sobre a posição (e vice-versa)
7 Princípio Breve história da Incerteza da MQ : contribuições fundamentais Schrödinger: formulação alternativa em termos da função de onda (1926) - inspirado por onda piloto de de Broglie (1923). Derivação do espectro dos hidrogenóides (Bohr) Born - interpretação probabilística (1926) - Prêmio Nobel 1954 pela interpretação estatística da função de onda.. Regra de Born
8 Regra de Born: 1926
9 Princípio Breve história da Incerteza da MQ : contribuições fundamentais Dirac - Teoria quântica do campo EM, emissão/absorção (1926/1927) MQ relativística (1928), Principles of QM - 1o livro-texto! Prêmio Nobel 1933: Schrödinger + Dirac, pela descoberta de novas formas da teoria atômica' Pauli - spin, Prêmio Nobel 1945 pelo princípio de exclusão
10 Princípio Breve história da Incerteza da MQ Complementaridade (Bohr), dualidade onda-partícula Fim das órbitas do modelo atômico de Bohr: trajetórias não são definidas Fim do determinismo Newtoniano Mec Quântica é intrinsicamente probabilística Referências: Niels Bohr s Times, Abraham Pais, Clarendon Press 1991 AIP Center for the History of Physics: heisenberg/
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