SEI/UFU - 3933965 - Ficha de Componente Curricular

Compreender as causas da crise da velha teoria clássica durante a primeira década do século XX; estudar os aspectos fundamentais da teoria da relatividade especial; aprofundar no estudo do modelo atômico, as partículas fundamentais e da natureza da luz. Abordar aspectos relacionados com a construção da teoria quântica.

A evolução do modelo atômico clássico. A descoberta do elétron: os experimentos de Thompson e Millikan. A descoberta dos raios X. Difração de raios X. Estrutura nuclear e radioatividade. As origens da teoria quântica: a radiação de corpo negro e o quantum de energia de Planck. Fótons: o efeito fotoelétrico e o efeito Compton. Emissão laser. Caráter ondulatório da Matéria. Equação de Schrödinger. Partículas elementares.

1 Modelos atômicos

1.1 A descoberta do elétron. O experimento de Thomson e Millikan.

1.2 Espectros de emissão atômicos.

1.1.1 Formula empírica de Rydberg-Ritz. Series de Balmer, Paschen, Lyman

1.3 Modelo de átomo de Thomson

1.4 Modelo de átomo de Rutherford

1.5 Espalhamento de Rutherford

1.5.1 Seção de espalhamento. Comparação com os experimentos de Geiger Marsden.

1.5.2 Outros experimentos de Rutherford: primeira observação de uma transmutação nuclear. Descobrimento do próton. (comentário histórico - opcional)

1.6 Átomo de Bohr

1.6.1 Postulados de Bohr

1.6.2 Átomo de hidrogênio de Bohr. Comparação com a fórmula de emissão de Rydberg-Ritz. Correção da massa reduzida;

1.6.3 Principio de correspondência.

1.7. Raios X (apresentação fenomenológica baseada no átomo de Bohr)

1.8 Experimento de Frank Hertz

2 Origens da mecânica quântica

2.1 Natureza da absorção: Radiação do corpo negro

2.1.1 Teorias clássicas: Lei de Wien. Lei de Rayleigh Jeans

2.1.2 Formula de Planck. Dedução da lei de deslocamento de Wien e da lei de Stefan

2.2 Efeito Fotoelétrico. Fótons de Einstein

2.2.1 Hipóteses de Einstein e explicação do efeito fotoelétrico.

2.2.2 Efeito Compton

2.3 Raios X. Condição de Bragg

2.4 Interação da luz com a matéria: Emissão Laser

2.4.1 Emissão espontânea e estimulada

2.4.2 Coeficientes A e B de Einstein

2.4.3 Inversão de População

2.4.4 Laser de 3 níveis

2.4.5 Laser de 4 níveis

2.5 Propriedades ondulatórias das partículas

2.5.1 As hipóteses de deBroglie

2.5.2 Experimento de Davisson-Germer

2.5.3 Difração de elétrons e outras partículas

2.6 Ondas e Pacotes de onda

2.7 Partículas como pacotes de onda: interpretaçãode de Broglie

2.8 Interpretação probabilística de Max Born.

2.8.1 Propriedades da função de onda

2.8.2 O experimento de interferência de duas fendas. Discussão de Feynman

2.8.3 O princípio de incerteza

2.8.4 Interpretação de Copenhagen

2.9 A equação de Schroedinger

2.9.1 Fluxo de probabilidade. Equação de continuidade

2.9.2 Soluções estacionárias

2.9.3 Problemas unidimensionais. Tunelamento

3 Noções sobre partículas elementares

3.1 Introdução à física de partículas

3.2 Férmios e Bósons

3.3 Matéria e Anti-matéria

3.4 Léptons e Quarks