Física moderna é um conjunto de teorias que surgiram no começo do século XX, e provocaram mudanças drásticas em como as coisas eram vistas.
A física moderna pode ser dividida em dois grandes ramos, a mecânica quântica e a relatividade.
Na mecânica quântica é feito o estudo de partículas muito pequenas, que não se comportavam de acordo com a mecânica clássica.
Na relatividade é feito um estudo de partículas e objetos em velocidades próximas da velocidade da luz, e nesse caso essas partículas também não se comportavam de acordo com a mecânica clássica.
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O objeto de estudo dessa teoria são partículas muito pequenas, que estão abaixo da escala atômica, como por exemplo elétrons, prótons, e outras partículas subatômicas.
Essa teoria consegue explicar fenômenos que antes não podiam ser explicados, como por exemplo a radiação de corpo negro, e também as órbitas estáveis do átomo.
A mecânica quântica recebe esse nome devido ao termo quantização, já que nessa teoria vão aparecer energias, órbitas quantizadas, ou seja, só aparecem como múltiplos de números inteiros. E a unidade fundamental nessa quantização é a constante de Planck.
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Um corpo negro é um objeto que absorve toda a radiação incidente nele, e reemite essa radiação na forma de energia térmica.
No início do século XX existia um problema na radiação de corpo negro chamada catástrofe do ultravioleta, onde os dados experimentais não batiam com a teoria da época.
O físico Max Planck (1858 - 1947) solucionou esse problema com a quantização da energia emitida pelo corpo negro.
A teoria atômica se iniciou com os pensadores Tales de Mileto (624 a.C. - 546 a.C.), Demócrito (460 a.C. - 370 a.C.) e Leucipo (primeira metade do século V a.C.) dizendo que a matéria é constituída por partículas pequenas, indestrutíveis e indivisíveis, que foram chamadas de átomos.
Depois disso, vieram os seguintes modelos atômicos:
Atualmente, o modelo mais aceito é uma mistura das proposta do Erwin Schrödinger (1887 - 1961), Werner Heisenberg (1901 - 1976) e Louis de Broglie (1892 - 1987).
Abaixo seguem alguns experimentos que tiveram grande contribuição na física moderna em seu ramo de mecânica quântica.
Nessa área da física moderna temos algumas fórmulas importantes.
A primeira é a da energia de um fóton, que é dada pela seguinte relação:
Onde:
Outra fórmula é a que relaciona a dualidade onda matéria de um fóton, dada por:
Onde:
A teoria da relatividade é um ramo da física moderna e foi proposta pela primeira vez pelo físico Albert Einstein.
Ela é dividida em duas, a relatividade restrita e a relatividade geral.
Ela parte com base em dois postulados de Einstein:
A fórmula mais famosa da física se encontra nessa parte, chamada de equivalência massa energia, temos:
Onde:
A relatividade geral amplia a relatividade restrita, explicando fenômenos físicos que ocorrem em referenciais não inerciais (acelerados).
A principal ideia dessa teoria é que uma quantidade de massa vai encurvar o espaço-tempo, e isso acaba explicando de certa forma o fenômeno da gravidade.
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