Exercícios de Física Moderna

 I) NOÇÕES DE FÍSICA MODERNA

1) INTRODUÇAO

Por volta do final do século XIX com a descoberta das teorias de Maxuel e outras,  os cientista pensaram que haviam controlado todos os fenômenos concernentes a Física. Mas não tardou muito aparecer situações de difícil explicação se baseadas nas leis físicas existentes até então. Como muitos exemplos do que estou falando, poderei citar um deles: a existência do mésum múor no nível do mar. Estas partículas são geradas pela radiação cósmica a uma altura mínima de 10000m e duram apenas 2μs a sua existência. Neste pequeno tempo para chegar a superfície da Terra teria de descer com velocidade maior do que a da luz (3.10⁸m/s) o que é descartado ou durar mais do que 2μs. Então seria impossível para encontrá-las no nível do mar pelas teorias clássicas. Mas por detector de mésons elas são encontradas. Teria que surgir outras teorias e surge então a teoria da relatividade. Pela teoria da relatividade restrita os conceitos de tempo, espaço e massa passam a depender do obervador. Também os conceitos clássicos de onda e matéria teriam que ser reformulados para as instâncias microscópicas como as partículas elementares subatômicas.

2) RELATIVIDADE - particulas que apresentam velocidades próximas da velocidade da luz terá que ser corrigido relativisticamente espaço, tempo, massa, energia, quantidade de movimento linear e angular e de tudo que for decorrente disto.

a) Dilatação do tempo:

Descrição	Grandezas / fórmula
intervalo de tempo para um observador em repouso	Δto
intervalo de tempo para um observador em movimento	Δt
velocidade do movimento	v
velocidade da luz no vácuo	c
Equação	Δt = Δto[1 - (v/c)2] -1/2

b) Contração das distâncias espaciais

Descrição	Grandezas / fórmula
distância em relação a um observador em movimento	ΔS
distância em relação a um observador em repouso	ΔSo
velocidade do movimento	v
velocidade da luz no vácuo	c
Equação	ΔS = ΔSo[1 - (v/c)2] 1/2

   

c) Dilatação da massa

Descrição	Grandezas / fórmula
Massa de repouso	mo
massa de movimento	m(v)
velocidade do movimento	v
velocidade da luz no vácuo	c
Equação	m(v) = mo[1 - (v/c)2] -1/2

  

3) MEIA-VIDA DE ELEMENTOS RADIOATIVOS

Descrição	Grandezas /fórmula
número de átomos inicial	no
número de átomos após algum tempo	n
decaímento radioativo para cada elemento	λ
Equação	n = no . e-λt

4)  VELOCIDADE DE TRANSMUTAÇÃO

Descrição	Grandezas / fórmula
número inicial de átomos	no
número de átomos transmutados	n
tempo de meia-vida	TM
Equação	n = no.2-TM

5) RADIAÇÃO DE CORPO NEGRO

Descrição	Grandezas / fórmula
emissividade	ε
constante de Stefan-Boltzmann	σ
temperatura em Kelvin	T
Equação	ë = εσT4

  

6) ENERGIA DE UM FÓTON E ENERGIA ATÔMICA

Descrição	Fórmulas
Energia de um foto	E = hf
Energia de um foto	E = hc/λ
Energia atômica	E = mc2