Programa da disciplina. Bibliografia.Método de avaliação.Objectivos da disciplina. O que é a Física Moderna

 

 

Princípio da inércia. Referenciais inerciais. Princípio da relatividade de Galileu. Transformações de Galileu. A situação da Física nos finais do século XIX. As ondas electromagnéticas e o éter. A experiência de Michelson-Morley.

 

 

Transformações de Lorentz. A constância da velocidade da luz em todos os referenciais de inércia como consequência das transformações de Lorentz. Postulados de Einstein da Relatividade Restrita.

 

 

Dedução da expressão da contracção do espaço e da dilatação do tempo a partir das expressões matemáticas que traduzem as transformações de Lorentz. Tempo próprio.

 

 

O tetravector que localiza um acontecimento no espaço-tempo. Norma desse tetravector e a sua invariância sob as transformações de Lorentz. Cone de luz. Critério para aferir relações de causalidade entre dois acontecimentos.

 

 

Transformações das velocidades em Teoria da Relatividade.Análise dos casos particulares: v=0, v<

 

 

Obtenção da expressão E=mc^2. Energai em repouso. Energia cinética de uma partícula relativista e o seu limite quando v<

 

 

Efeito Doppler clássico.
Efeito Doppler relativístico. Como se chegou à conclusão de que o Universo se encontra em expansão.

 

 

Características e propriedades das ondas. Sobreposição de ondas.Velocidade de fase e velocidade de grupo num movimento ondulatório. Leis da reflexão e da refracção.

 

 

Experiência de Young. Localização dos máximos e mínimos.
Produção de raios X. Radiação de travagem. Espectros de raios-X para diferentes potenciais aceleradores. Difração de raios-X numa rede cristalina.

 

 

Efeito fotoeléctrico: montagem experimental. Resultados: intensidade da corrente em função do potencial de travagem para diferentes intensidades da radiação incidência de frequência constante. Energia cinética máxima dos fotoelectrões em função do potencial de travagem. discussão da incompatibilidade destes resultados com ateoria ondulatória da radiação. Interpretação de Einstein do efeito fotoeléctrico.O fotão como quantum de radiação.

 

 

Efeito Compton:
1) Montagem experimental utilizada.
2) Resultados obtidos.
3) Impossibilidade de explicar os resultados com a descrição ondulatória da radiação.
4) Intrepretação dos resultados com base na descrição corpuscular da radiação.
5) Discussão quantitativa da dispersão de Compton.

 

 

Introdução ao estudo da radiação térmica. Emissividade de um material. A importância de se estudar a radiação térmica emitida por um corpo negro. Um modelo simples para o corpo negro.

 

 

Apresentação e discussão dos espectros de emissão do corpo negro para diferentes temperaturas. A lei de Wien e lei de Stefan apresentadas como leis empíricas obtidas da observação dos espectros de emissão.

 

 

Teoria clássica de Rayleigh-Jeans. Comparação dos dados experimentais com o resultado da teoria clássica. A "catástrofe do ultravioleta". A teoria de Planck da radiação. A expressão da distribuição espectral da radiação emitida pelo corpo negro obtida com base na teoria de Planck da radiação e a sua comparação com os dados experimentais.

 

 

Dualidade onda-partícula e princípio da complementaridade a respeito da radiação electromagnética. Apresentação da hipótese de De Broglie. Discussão da velocidade de fase e da velocidade de grupo obtidas a partir da hipótese de De Broglie.

 

 

Experiência de Davisson-Germer e interpretação dos resultados com base na teoria ondulatória da matéria proposta por De Broglie.

 

 

Onda associada a uma partícula livre. Incerteza na posição e incerteza no momento. Princípio de incerteza de Heisenberg.
Equação de Schrodinger. Interpretação da função de onda. Cálculo de valores médios de grandezas físicas em Mecânica Quântica.

 

 

Espectros de emissão e de absorção. Espectro do hidrogénio. Expressão empírica para explicar os espectros observados. O modelo atómico de Bohr. Cálculo dos níveis de energia do átomo de hidrogénio utilizando o modelo de Bohr e a sua concordância com os espectros observados.