contextualização historica da fisica moderna I

Toda semana colocarei no blog as partes da contextualização hitórica da física moderna até que fique por completo e todos poderam utilizar como trabalho de escola e também como o texto é muito grande vou postar aos poucos e não tudo de uma vez só.

Parte I

Na Física Moderna o conhecimento científico no Final do Século XIX, mais precisamente em 1900, alguns físicos pensavam que a física estava praticamente completa. Lord Kelvin recomendou que os jovens não se dedicassem à física, pois só faltavam alguns detalhes pouco interessantes, como o refinamento de medidas. Lord Kelvin, no entanto, mencionou que havia “duas pequenas nuvens” no horizonte da física: os resultados negativos do experimento de Michelson e Morley, e a dificuldade em explicar a distribuição de energia na radiação de um corpo negro. Novas Descobertas Experimentais ocorreram. Para exemplificar, podemos citar as novas descobertas e o estudo de descargas elétricas em gases rarefeitos levou à descoberta dos raios catódicos. Os raios catódicos levaram à descoberta dos raios X, que eram úteis, mas misteriosos.

Os raios X e a luz ultravioleta podiam descarregar eletroscópios, e em alguns casos a luz visível também, mas o fenômeno não era compreendido. O interessante é que a física moderna nasce quando a mecânica newtoniana não consegue mais explicar certos fenômenos da Física no Final do Século XIX como a Radiação de Corpo Negro, radiação térmica, o efeito fotoelétrico, entre outros, que se inicia na mecânica clássica. mas existiam outros problemas na Física que eram fenômenos inexplicados na física clássica e também problemas teóricos e conceituais.

FÍSICA CLÁSSICA

O que hoje chamamos de Física Clássica é basicamente o conteúdo da obra de dois homens: o inglês Isaac Newton, e o escocês James Clerk Maxwell. O primeiro unificou as leis da mecânica, que descrevem o movimento de objetos sob a ação de forças que sobre ele atuam. O segundo unificou as leis que regem os fenômenos elétricos e magnéticos, incluindo a propagação de ondas eletromagnéticas no espaço, como ondas de rádio e a luz. Na física, esses dois monumentos teóricos são conhecidos como Mecânica Clássica e Eletrodinâmica Clássica. Isaac Newton - (1642- 1727) nasce em Woolsthorpe, Inglaterra, no mesmo ano da morte de Galileu. (começa a estudar na Universidade de Cambridge com 18 anos e aos 26 já se torna catedrático. Em 1687 publica Princípios matemáticos da filosofia natural. Dois anos depois é eleito membro do Parlamento como representante da Universidade de Cambridge. Já em sua época é reconhecido como grande cientista que revoluciona a Física e a matemática. Preside a Royal Society ( academia de ciência) por 24 anos. Nos últimos anos de vida dedica-se exclusivamente a estudos teológicos. O século XVII lança as bases para a Física da era industrial. Simon Stevin desenvolve a hidrostática, ciência fundamental para seu país, a Holanda, protegida do mar por comportas e diques. Na óptica, contribuição equivalente é dada por Christiaan Huygens, também holandês, que constrói lunetas e desenvolve teorias sobre a propagação da luz. Huygens é o primeiro a descrever a luz como onda. Mas é Isaac Newton ( 1642-1727), cientista inglês, o grande nome dessa época: são dele a teoria geral da mecânica e da gravitação universal e o cálculo infinitesimal. Entretanto, só em 1687, quando Isaac Newton publicou seu tratado Philosophae Naturalis Principia Mathematica a idéia de ciência teórica organizada e harmônica passou a ter sentido. Newton foi capaz de traduzir as três leis de Kepler, referentes ao movimento planetário, numa linguagem matemática. É comum admitir-se Newton como o primeiro físico teórico. Newton, contudo, não se limitou à Matemática e à Física Teórica. Sugeriu, por exemplo, a construção de grandes telescópios côncavos. É razoável imaginar que Newton tinha consciência de que a teoria sem comprovação observacional era de pouca valia e, por outro lado, observações sem o acompanhamento de uma interpretação teórica também não valiam muito. Cálculo diferencial - por volta de 1664, quando a universidade é fechada por causa da peste bubônica, Newton volta à sua cidade natal. Em casa, desenvolve o teorema do binômio e o método matemático das fluxões. Newton considera cada grandeza finita resultado de um fluxo contínuo, o que torna possível calcular áreas limitadas por curvas e o volume de figuras sólidas. Este método dá origem ao cálculo diferencial e integral . Decomposição da luz - Newton pesquisa também a natureza da luz. Demonstra que, ao passar por um prisma, a luz branca se decompõe nas cores básicas do espectro luminoso: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta. Leis da mecânica - A mecânica clássica se baseia em três leis.
Primeira lei - É a da inércia. Diz que um objeto parado e um objeto em movimento tendem a se manter como estão a não ser que uma força externa atue sobre eles. Segunda lei - Diz que a força é proporcional à massa do objeto e sua aceleração. A mesma força irá mover um objeto com massa duas vezes maior com metade da aceleração. Terceira lei - Diz que para toda ação há uma reação equivalente e contrária. Este é o princípio da propulsão de foguetes: quando os gases "queimados"(resultantes da combustão do motor) escapam pela parte final do foguete, fazem pressão em direção oposta, impulsionando-o para a frente. Gravitação universal - observando uma maçã que cai de uma árvore do jardim de sua casa, ocorre a Newton a ideia de explicar o movimento dos planetas como uma queda. A força de atração exercida pelo solo sobre a maçã poderia ser a mesma que faz a Lua "cair" continuamente sobre a Terra. Principia - Durante os 20 anos seguintes , Newton desenvolve os cálculos que demonstram a hipótese da gravitação universal e detalha estudos sobre a luz, a mecânica e o teorema do binômio. Em 1687 publica Princípios matemáticos da filosofia natural, conhecida como Principia, obra-prima científica que consolida com grande precisão matemática suas principais descobertas. Newton prova que a Física pode explicar tanto fenômenos terrestres quanto celestes e por isso é universal.