A Teoria do Corpo negro ou Quanta

A Teoria do Corpo negro ou Quanta 

(tirada do livro física 3 – Ramalho, Nicolau e Toledo)

Há tempos que desejava se encontrar a lei que relacionasse com a temperatura e o comprimento da onda a quantidade de energia irradiada pelos corpos aquecidos ou corpos negros. 

Antes de explicar o processo quanta, um corpo negro

É um objecto que absorve toda luz que o atinge: 

Nenhuma luz o atravessa nem é reflectida e produzem radiação electromagnética tal como luz. Um negro pode ser definido como corpo que absorve toda a radiação que nele incide ou corpo que, para uma dada temperatura, emite a quantidade máxima possível de radiação térmica.

 Todas as tentativas de explicar o processo falharam – até que o físico alemão Max Planck. Em 1900 formulou a teoria do Quanta. Para explicar a natureza da radiação electromagnética, emitida pela superfície de um corpo negro – ele apresentou a hipótese:

Um electrão, oscilando com frequência f, emite (ou absorve) uma onda electromagnética de igual frequência, porem a energia não e emitida (ou absorvida), continuamente.

Portanto, Plank considerou que a energia radiante não e emitida (ou absorvida) de modo contínuo, como imaginamos, mas sim em porções descontínuas, “ partículas” que transportam, cada qual, uma quantidade de energia W bem definida.

 Essas “partículas” de energia foram denominadas Fotões. A energia W de cada fotão e denominada Quantum (no plural – Quanta).

O quantum W de energia radiante de frequência f e dado por:

     W = hf

Sendo que h = 6.62*10^-34 j*s

É uma constante de proporcionalidade denominada constante de Planck que, desde então, tem se mostrando ser uma constante fundamental da física moderna.

 A equação anterior traduz a hipótese de Planck: Um electrão emite (absorve) um quantum W= hf ou nada.

O Efeito fotoeléctrico (tirado do livro física 3 – Ramalho, Toledo)

não ficou suficientemente explicado pela física clássica até que Einstein, em 1905, desenvolveu uma teoria – Efeito Fotoeléctrico.

Levando em conta a Quantificação da energia, Einstein propôs, que no efeito fotoeléctrico, o fotão da radiação incidente, ao atingir o metal, e completamente absorvido por um electrão, cedendo-lhe sua energia hf,

Essa interacção acontece instantaneamente, semelhante a colisão de duas partículas.

Ficando então o electrão com energia sobressalente hf, Essa teoria sugere que a luz e comporta por partículas, os fotão, e que podem ser absorvidos pelo metal cada um por vez, sendo assim não existindo fracção de fotão.

Essas afirmações são baseadas na teoria de Planck, a Teoria do Corpo negro, sendo que com isso, Einstein explicou correctamente que a energia do electrão deve aumentar com a frequência e não tem nada a ver com a intensidade da radiação, Facto que a física clássica não conseguia explicar.

BIBLIOGRAFIA:

 [1] Universo Inflacionário - www.astro.ufrgs.br (http:/ / www. astro. ufrgs. br/ univ/ )

[2] Era Inflacionária - www.on.br (http:/ / www. on. br/ site_edu_dist_2006/ pdf/ modulo5/ era_inflacionaria. pdf)

[3] e.g. Shapin, Steven. The Scientific Revolution. [S.l.]: University of Chicago Press, 1996.

 [4] Dirac, P.A.M.. Quantum mechanics of many-electron systems. [S.l.: s.n.],

1929. vol. 123. [5] Faraday, M.. Experimental Researches in Electricity.

Twenty-Fourth Series. On the Possible Relation of Gravity to Electricity. [S.l.: s.n.], 1850. pp. 994-995. vol. 5.