Revista do WEA´2010/2011 - Faccamp

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Para desenvolver esta teoria, Planck precisou descartar a física clássica, a qual não restringia a quantidade de energia que poderia ser transferida de um objeto a outro. (2), (13), (15), (20) Propôs que essa transferência fosse feita em pacotes discretos, mas para justificar isso, eram necessárias outras evidências. Efeito fotoelétrico Quando um metal é iluminado com luz ultravioleta, ele ejeta elétrons se essa frequência está acima de uma frequência limite do metal, que é conhecida como função trabalho Φ, Figura 8. Onde: (a) A energia do fóton é insuficiente para provocar a emissão de elétrons do metal (b) A energia do fóton é mais do que suficiente para provocar a emissão de elétrons do metal, este excesso aparece como energia cinética. Figura 8. Energia necessária para mover um elétron No entendimento de Einstein, a radiação eletromagnética é feita de partículas, denominadas fótons. Cada fóton pode ser entendido como um pacote de energia, a qual se relaciona com a frequência de radiação, por exemplo, os fótons da radiação ultravioleta, possuem frequência maior do que os fótons da luz visível. (2), (13), (15) Podemos definir a energia de um fóton utilizando a equação de Planck, para isso é necessário saber o valor de frequências das cores, por exemplo, a luz azul tem um valor de 6,4 x 1014 Hz, utilizando a fórmula: E = (6,626 x 120 -34 J. s) x (6,4 x 10 14 Hz) portanto E = 4,2 x 10 -19 J. (15) Considerando a radiação eletromagnética em termos de fótons, se a frequência , é formada por um feixe de fótons , essas partículas colidem com os elétrons do metal, no qual existe uma energia mínima para que este seja ejetado, a função trabalho Φ, portanto se a energia do fóton é maior que Φ o elétron é ejetado do metal. O que nos dá a equação: Onde: Atas do VII Workshop Multidisciplinar sobre Ensino e Aprendizagem na Faculdade Campo Limpo Paulista. WEA’2010/2011, 12 de março de 2011’, Campo Limpo Paulista, SP, Brasil. Equação 3 Energia cinética do elétron = Energia Cinética do Elétron = Constante de Planck = 6,626 x10 -34 J.s = Frequência Φ = Função Trabalho do Metal Dualidade da luz 88 O efeito fotoelétrico nos deixa a evidência de que a luz se comporta como partículas, mas o experimento da dupla fenda, realizado por Young, demonstra seu comportamento como onda. Tais fatos levam ao princípio da física moderna, que aceita o comportamento dual da luz. Uma idéia apresentada por Louis de Broglie em 1924, apresentava como questão, o motivo pelo qual, partículas como os elétrons e prótons não poderiam também apresentar propriedades de ondas. (2), (13), (15) Para entender isso, utilizou-se o seguinte pensamento: Utilizando a equação 4: Onde: = Energia m = massa c = velocidade da luz Equação 4 Relatividade Espacial Relacionando a equação 2 com a equação 4, tem se que: Portanto: e mc 2 = h Sendo a velocidade da luz igual à frequência vezes o comprimento de onda , substitui-se a frequência : Cancela-se a velocidade da luz (c), em ambos os lados e definindo que massa (m) vezes velocidade é o momento (p), rearranja-se: Broglie sugeriu que esta relação se aplicava as partículas para as quais o momento (p) é igual a massa (m) vezes a velocidade (p = mv). Isto gerou a Equação 5:
Equação 5 Equação de De Broglie A previsão de De Broglie, apontou que a matéria tem propriedade de onda, uma vez que a mecânica clássica não considera a matéria como onda. A Luz na Química Luz é uma forma de energia que pode ser liberada por um átomo ou molécula. Ela é feita de uma grande quantidade de pequenos pacotes tipo partículas que têm energia e momento, mas nenhuma massa. (21), (22) Estas partículas, chamadas fótons, são as unidades básicas da luz. Os fótons são liberados como um resultado do movimento de elétrons. Em um átomo, os elétrons se movem em orbitais ao redor do núcleo. Elétrons em orbitais diferentes têm quantidades diferentes de energia. De maneira geral, os elétrons com mais energia movem-se em orbitais mais distantes do núcleo. (23), (24) Para um elétron saltar de um orbital de menor energia para um de maior energia, algo deve aumentar seu nível energético. Inversamente, um elétron libera energia quando decai de um estado excitado para um estado fundamental. E essa energia é liberada na forma de um fóton(15). 2. CONCLUSÃO O anseio de encontrar explicações para fenômenos do cotidiano impulsiona o homem a pesquisar desde os primórdios dos tempos e esse se torna o “combustível” para a geração de novos conceitos, teorias e aprimoramentos. Torna-se claro que a ciência nunca foi e nem será conclusiva e sim evolutiva, sendo necessário inserir nos conceitos da sociedade atual, a necessidade de se pensar e se questionar. A evolução na teoria da luz se faz devido ao questionamento do homem. O simples observar de um fenômeno gera questões que podem motivar o homem a novos questionamentos. REFERÊNCIAS Queiroz G., Barbosa-Lima M.C., Santiago R. & Viana J. C. Luz: Ciência, Arte e Ensino de Física. 2005. Atalay, Bulent. A Matemática e a Monalisa A Confluência da Arte com a Ciência. São Paulo : Mercuryo Novo Tempo, 2007. Costa, Sandro Silva e. De Pitágoras a Einstein: uma breve história da evolucão da geometria e seu uso na ciência. Março de 2004. [Online] 19 de Setembro de 2009. http://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci. Atas do VII Workshop Multidisciplinar sobre Ensino e Aprendizagem na Faculdade Campo Limpo Paulista. WEA’2010/2011, 12 de março de 2011’, Campo Limpo Paulista, SP, Brasil. 89 [Online] 26 de Novembro de 2009. http://www.webexhibits.org/colorart/vinci.html. [Online] 16 de Novembro de 2009. http://pt.wikipedia.org/wiki/Chiaroscuro. [Online] 10 de Outubro de 2009. http://www.maguetas.com.br/impressionismo.php. [Online] 10 de Outubro de 2009. http://pt.wikipedia.org/wiki/Impressionismo.Salles, Filipe. Apostila de Fotografia. A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos. Silva, Fabio W.O. da. Belo Horizonte : s.n., 2006, Revista Brasileira de Ensino de Física, Vol. 29, pp. 149-159. [Online] 10 de Novembro de 2009. http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/velocidade-daluz/velocidade-da-luz-1.php. [Online] 11 de Novembro de 2009. http://www.if.ufrgs.br/historia/young.html. Ball, David W. Físico Química. s.l. : Thomson, 2005. Vol. 1. Tipler, Paul A. e Llewellyn, Ralph A. Física Moderna. 3ª Edição. s.l. : LTC, 2006. Atkins, Peter e Jones, Loretta. Princípios da Química Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3ª Edição. s.l. : Bookman, 2006. [Online] 30 de Setembro de 2009. http://www.astro.110mb.com/velocidadedaluz.html. [Online] 30 de Outubro de 2009. http://efisica.if.usp.br/mecanica/curioso/historia/galileu/. [Online] 03 de Novembro de 2009. http://www.infopedia.pt/$olaus-romer. [Online] 08 de Novembro de 2009. http://fisica.cdcc.usp.br/Professores/Einstein- SHMCarvalho/node9.html. Atkins, P.W. Físico Química. 6ª. s.l. : LTC, 1997. Vol. 2. Vinadé, Maria Elisabeth Do Canto e Vinadé, Elsa Regina do Canto. Métodos Espéctroscópicos de Análise Quantitativa. s.l. : UFSM, 2005. Retondo, Carolina Godinho e Faria, Pedro. Química das Sensações. s.l. : Átomo, 2006. Melchior, Sandra Cristina Licerio e Pacca, Jesuína Lopes de Almeida. Concepções de Cor e Luz: A Relação com as Formas de Pensara Visão e a Interação da Luz com a Matéria. s.l. : Instituto de Física da USP. [Online] 13 de Outubro de 2009. http://pt.wikipedia.org/wiki/Luz 13/10/2009.
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