A Física Moderna é o nome utilizado para designar um período de desenvolvimento da física no século XX, mais especificamente nos primeiros trinta anos. O termo serve para diferenciar as concepções da física clássica, a respeito de gravidade e outras entidades físicas. Nessa nova época, a natureza seria estudada de um outro ponto de vista, com o surgimento da teoria da relatividade, proposta por Albert Einstein, por exemplo.
Na fase de Física Moderna, são estudados fenômenos de diferentes ordens, que ultrapassam os limites encontrados pela outra geração de físicos. Agora, seria possível entender eventos físicos que acontecem em velocidades altíssimas, relacionando isso com a questão do espaço e do tempo.
Os estudiosos modernos queriam entender questões tão complexas que não poderiam ser explicadas apenas com os conhecimentos herdados do século anterior. Esse foi o impulso para entender diversos fenômenos nunca antes abordados pela física com tanta profundidade, como o efeito fotoelétrico. Se você quer entender melhor esses eventos, as teorias e características da Física Moderna, continue lendo este artigo.
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Crescimento e desenvolvimento da Física Moderna
Como foi dito anteriormente, os físicos modernos buscavam soluções para fenômenos complexos que observavam na natureza. Um dos pontos de início para a Física Moderna era entender como a radiação se comportava diante de corpos de cor negra.
Por meio de estudos com radiação térmica, um físico alemão chamado de Kirchhof, foi possível observar que a radiação se comporta de maneira diferente quando se depara com um objeto negro. Em geral, esses corpos absorvem mais radiação do que outras cores.
Essa conclusão foi o ponto de partida para o crescimento da Mecânica Quântica, área essencial da Física Moderna. Pouco tempo depois de Robert Kirchhof, outro alemão, chamado Max Planck, resolveu a questão da emissão de radiação por corpos negros.
Para isso, ele assumiu que as ondas eletromagnéticas emitidas por aquele objeto deveriam ter um valor matemático associado. Ele criou uma padronização, como pequenos pacotes que poderiam ser múltiplos dentro de um corpo.
Diante disso, foi criada a Constante de Planck (h), que vale h = 6,6260700410-34 m2.kg/s. Esse valor h pode ser multiplicado por números inteiros para representar a quantidade de radiação emitida por um determinado corpo.
Inicialmente a teoria e valores não foram bem aceitos na comunidade científica, mas, pouco a pouco, outros físicos se interessaram no conhecimento trazido por Planck. Foi então que Einstein e Bohr também lançaram teorias que poderiam ser relacionadas e ainda reforçar aquilo que fora proposto pelo alemão.
Atualmente, a constante de Planck (h) é utilizada para designar os fótons. Lembre-se, Niels Bohr foi um físico dinamarquês que observou um modelo atômico em que as órbitas eletrônicas estavam organizadas ao redor do núcleo e cada camada teria um valor de energia definida, suportando um número específico de elétrons.
Diante disso, o fóton surge quando um elétron transita entre essas camadas eletrônicas do átomo, de forma a liberar energia. Note que um fóton emite energia e luz, mas não carrega matéria consigo. É o conceito que está por trás do funcionamento das luzes, algo tão importante para a sobrevivência dos organismos e também para o desenvolvimento da sociedade como um todo.
Contribuições importantes da Física Moderna
Ainda no fim do século XIX, em meados da última década, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen notou a existência de uma onda ainda não reconhecida até a época. Eram os raios X, que têm uma frequência eletromagnética maior que a das ondas ultravioletas.
Esse conhecimento foi útil, principalmente, devido a forma como essa radiação se relaciona com os diferentes tecidos e órgãos do corpo humano. É a partir de exames radiográficos por raios-X que os médicos conseguem traçar planos de tratamento ou investigação inicial de alguma patologia, como avaliação de fraturas ósseas, presença de conteúdos nos pulmões e etc.
Pouco tempo depois, em 1869, foi descoberta a radioatividade por assim dizer. Foi o conhecimento basal para o desenvolvimento de muitas das tecnologias utilizadas até os dias atuais. Logo em seguida vieram os estudos mais marcantes, especialmente de Max Planck e as contribuições de Bohr surgiram alguns anos depois.
A partir de então, as descobertas físicas eram cada vez mais inovadoras diante do que era conhecido classicamente. Por exemplo, no começo do século XX, Einstein propôs e provou matematicamente que, caso um corpo viaje em uma velocidade muito próxima à velocidade da luz (3.108 m/s), ele teria uma percepção da passagem do tempo e do espaço diferente do que os humanos estão habituados. Foi a conhecida Teoria da Relatividade.
Cada vez as ideias se aprofundaram, por exemplo, na década de 20 um físico chamado Louis De Broglie observou e descreveu que, dadas as condições adequadas, um corpo pode se comportar como uma onda — é o que chamamos de dualidade onda-partícula.
Por fim, surgiu a Mecânica Quântica, uma área da física que estuda as dinâmicas em tamanhos microscópicos. Os estudiosos quânticos buscam entender o movimento de partículas que ficam dentro de átomos e suas subpartículas, com toda a interação entre elas.
Nessa fase de efervescência científica, outras áreas exatas também estavam em constante crescimento. De certa forma, os conteúdos se interceptam entre si para um desenvolvimento mais sólido dos conhecimentos. É o caso, por exemplo, da descoberta da radioatividade pelos físicos e também de elementos radioativos pelos químicos, como o Rádio e Polônio — que foram descritos por Marie e Pierre Curie.
Inclusive, um dos modelos atômicos mais completos surgiu no contexto de Física Moderna, em concordância com o que estava proposto pelos físicos. Foi a experiência de Rutherford e Bohr, que provaram um modelo atômico diferente, com órbitas circulares em que circulam partículas negativas, que circundam um núcleo maciço de conteúdo neutro e positivo.
+ Veja também: Velocidade Relativa: conceitos e fórmulas
Questões sobre Física Moderna
(Enem 2016 PPL) Algumas crianças, ao brincarem de esconde esconde, tapam os olhos com as mãos, acreditando que, ao adotarem tal procedimento, não poderão ser vistas.
Essa percepção da criança contraria o conhecimento científico porque, para serem vistos, os objetos
a) Refletem partículas de luz (fótons), que atingem os olhos.
b) Geram partículas de luz (fótons), que atingem fonte externa.
c) São atingidos por partículas de luz (fótons), emitidas pelos olhos.
d) Refletem partículas de luz (fótons), que se chocam com os fótons emitidos pelos olhos.
e) São atingidos pelas partículas de luz (fótons), emitidas pela fonte externa e pelos olhos.
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