2. O que é
física
quântica?
A Física Quântica surgiu com a tentativa
de explicar a natureza naquilo que ela
tem de menor: tudo o que é maior do
que um átomo está sujeito a leis da física
que chamamos de “física clássica”, pois
elas sofrem a atração da gravidade, ação
e reação. Mas quando analisamos
tamanhos menores que um átomo, tudo
muda e as regras da física clássica já não
valem mais. Por isso foram necessárias
outras leis para lidar com essa realidade,
e também uma física totalmente nova,
que ficou conhecida como Física
Quântica.
3. Muitas partes da física quântica parecem não ser verdade.
Por exemplo a dualidade onda-partícula diz que partículas
se comportam ora como partículas ora como ondas. É uma
afirmação no mínimo estranha, bizarra, por que seria mais
ou menos como dizer que a água pode ser, ao mesmo tempo,
seca e molhada.
Por ser não intuitiva, ela foi considerada uma falsa teoria. O
próprio Einstein (que foi um dos fundadores da física
quântica) acreditava que a física quântica devia estar errada.
Mas com o passar do tempo percebeu-se que ela explicava
tão bem o resultado das experiências, que tinha de ser
verdade.
Nosso dia ocorre numa escala dita macroscópica (tudo
aquilo que podemos ver a olho nu, por assim dizer). A física
quântica lida com coisas muito, tremendamente pequenas.
Muitíssimo menores que um milímetro.
4. Surgimento da Teoria Quântica
A física quântica tem sua origem com os estudos do
alemão Max Planck (1858 – 1947).
Max revolucionou a teoria física ao revelar que o
comportamento de pequenos sistemas obedecem regras
que não podem ser explicadas pelas leis das teorias
clássicas. O mundo atômico e sub-atômico não
obedeceriam as regras do nosso mundo do dia-a-dia,
sendo necessário novas interpretações, as quais nossa
intuição não se aplicava mais.
5. .
Einstein em 1905 entra em cena com duas contribuições
geniais usando a hipótese de quantum de energia
introduzida por Planck. Einstein propõe uma nova
entidade física no problema da interação da luz com a
matéria, que chamou de fóton, que é a quantidade
mínima de energia que compõe a luz.
Com a hipótese do fóton, ele consegue explicar outro fato
experimental não explicado à época pelas hipóteses
clássicas, o efeito fotoelétrico, ou como certos materiais
ao absorverem luz aumentam a emissão de elétrons
livres. A grande maioria dos detetores de luz e das
câmeras fotográficas de hoje é feita de materiais, que
devido o efeito fotoelétrico, geram correntes elétricas ao
absorverem luz. Este foi um passo importante dado por
Einstein para consolidar a hipótese quântica.
7. O que é o Efeito Fotoelétrico?
Quando a Luz incide sobre metal, é capaz de deslocar elétrons. Pode ser
demonstrado com luzes ultravioletas, ou seja, luzes de alta frequência e
pequenos comprimentos de ondas, mas não com luzes vermelhas de
baixas frequências. E não importa a quantidade de luz vermelha
incidente sobre o metal. Esse fenômeno não pode ser explicado pela teoria
ondulatória da luz,
então Einstein assumiu que a luz deve ser um
fluxo de partículas conhecidas como fótons.
Cada fóton transmite sua energia para um elétron
Se a energia for suficiente, o elétron será deslocado.
Os fótons de luz violeta têm maior frequência,
portanto, maior energia que os de luzes vermelhas.
Assim, um fóton violeta faz o que vários vermelhos não
podem. Para calcular o nível de energia necessária em cada caso, Einstein
assumiu que a energia do fóton era como a radiação.
8. Em que a Física Quântica é utilizada?
A física quântica descreve os objetos microscópicos,
como átomos, e sua interação com a radiação , pode-se
dizer que qualquer fenômeno microscópico é um
fenômeno quântico. Assim, como nosso cérebro é
constituído de entidades microscópicas, num sentido
trivial nosso cérebro é quântico, assim como nossa
consciência (supondo o materialismo).
Em poucas palavras, podemos dizer que o que a
física quântica tem de essencial é que ela é uma
teoria que atribui propriedades ondulatórias para
partículas individuais.
