A Física sendo produzida em Cuiabá

Ver a cidade se acender

O que não se faz por amor? Quantas loucuras, bobagens e atos sublimes o amor inspira...

Mas, é claro, há também o outro lado, algo esquecido, que é o das loucuras, bobagens e atos sublimes que são feitos quando não se tem alguém por perto para amar. Eu, por exemplo, sozinho estes dias e em férias, me senti totalmente sem saber o que fazer de mim. Então, por pura falta do que fazer, me peguei pensando em fundamentos da física...

Alunos do ensino médio já devem ter ouvido falar de Isaac Newton, cientista inglês do século XVII, e das três leis do movimento formuladas por ele. O que, em geral, os alunos não ouvem são comentários sobre o que significam as leis de Newton.

É fácil e intuitivo entender que os corpos, de uma forma geral, tendem a permanecer como estão, ou seja, se algo está parado esse algo tende a permanecer parado se ninguém mexer com ele. A grande "sacada" de Newton foi perceber que se um corpo estiver em movimento ele também vai tender a continuar em movimento - isso não é intuitivo, pois, no mundo em que vivemos, as coisas não ficam se movendo para sempre: em geral, elas param. O que Newton percebeu foi que mesmo para fazer o movimento de um corpo acabar é preciso mexer com o corpo, interagir com ele, e a natureza costuma fazer isso, através do atrito, por exemplo. Assim, do mesmo modo que para tirar um corpo do repouso é preciso agir sobre ele, para parar um corpo, ou diminuir sua velocidade, também é preciso agir sobre ele. Essa é a lei da inércia.

Bem, Newton percebeu, assim, que, quando se interage com um corpo, pode-se alterar não só sua posição, mas principalmente sua velocidade. A velocidade é que importa, junto com a massa do corpo: corpos mais massivos são mais difíceis de parar ou mover que corpos leves. Da união dessas duas idéias é que sai a noção de quantidade de movimento, que é uma quantidade construída pelo produto da massa e da velocidade de um corpo.

O próximo passo natural é pensar no que pode alterar a quantidade de movimento: Newton pensou que para haver alteração da quantidade de movimento deve haver algo chamado força agindo no corpo. Ou seja, o conceito de força é algo que Newton "inventou" - ou definiu - como sendo qualquer coisa que causa mudança na quantidade de movimento. Como normalmente a massa de um corpo não muda, é mais comum que a quantidade de movimento se altere por uma alteração na velocidade do corpo, e uma alteração de velocidade é conhecida como aceleração. Logo, a segunda lei de Newton é geralmente conhecida como dizendo apenas "força é igual a massa vezes aceleração".

A aceleração, entretanto, é mais que uma mudança da velocidade. A velocidade pode ser definida como mudança de posição: se algo se move, esse algo tem alguma velocidade. Mesmo algo que não se move tem velocidade, só que nesse caso ela é zero. Assim, a aceleração é uma mudança "dobrada" da posição - em termos matemáticos, a aceleração é a segunda derivada da posição. Ou seja, uma força é algo que, em geral, está ligado a uma segunda derivada da posição.

É importante lembrar que a velocidade pode mudar em quantidade e em direção. Se você estava indo para a frente a 60 por hora, e de repente, faz ma curva para algum lado, ainda a 60 por hora, você alterou sua velocidade, e sofreu uma aceleração. Ou seja, há uma força envolvida também em mudanças de direção.

Os planetas do sistema solar, como a Terra, se movem ao redor do Sol, em trajetórias curvas. Portanto, os planetas estão constantemente se movendo e mudando de direção, voltando ao ponto de onde saíram depois de um "ano" (depois de uma órbita completa ao redor do Sol), mas se movendo sempre, com uma certa aceleração. A força ligada a essa aceleração é a gravidade.

A relatividade geral, criada pelo alemão Albert Einstein no início do século XX, muda um pouco essa descrição da gravidade. O que Einstein notou é que não é a segunda derivada da posição (ou seja, a aceleração) que é importante para uma descrição da gravidade, mas sim a segunda derivada de uma outra quantidade, ligada à geometria.

A posição de um corpo num determinado local tem que ser medida a partir de um ponto de referência, chamado de origem, e essa medida pode ser escrita como "tantos metros de distância da origem na direção tal". A distância entre dois corpos independe da minha escolha de origem ou da direção em que eles estão da origem: essa distância só depende da posição relativa dos dois corpos. Pois bem, a distância entre dois corpos depende de uma quantidade geométrica chamada de métrica, que indica como é o espaço entre os dois corpos: se o espaço entre eles é curvo, como é a superfície da Terra, a métrica é uma, ao passo que se o espaço entre eles é plano, como numa folha de papel, a métrica é outra.

O que Einstein entendeu é que a gravidade está ligada à segunda derivada da métrica, e não da posição, e que essa ligação não é simples como é a ligação entre a força e a aceleração. No fundo, isso significa que a gravidade está ligada com a geometria do espaço e do tempo. Em outras palavras, a gravidade está ligada com a curvatura do espaço-tempo e, nesse sentido, não é uma força como as outras: esse é o espírito da relatividade geral.

Embora a descrição da gravidade feita por Einstein explique muita coisa, especialmente na região do sistema solar (a órbita de Mercúrio, por exemplo, só é explicada adequadamente quando se usa a gravidade de Einstein), ela parece falhar quando se trata de explicar o movimento das estrelas na periferia das galáxias, por exemplo. Para que ela funcione a contento nessa região, é preciso supor que exista uma quantidade de matéria lá que não é visível, a não ser por sua aparente influência no movimento das estrelas - é a assim chamada matéria escura.

O que eu me peguei pensando estes dias é que isso pode ser só um truque da nossa visão de mundo. Não parece haver matéria escura no sistema solar (ela não é necessária para explicar o movimento dos nossos planetas vizinhos), mas talvez haja tanta matéria escura aqui como em qualquer outro lugar, em média, e essa quantidade pode ser nenhuma. O que pode estar acontecendo é que a relatividade geral - ou outras teorias "alternativas" da gravidade - pode não estar considerando adequadamente o status do observador.

E o que eu quero dizer com status do observador? Vou fazer uma analogia com o magnetismo: para haver um campo magnético é preciso haver elétrons se movendo. O magnetismo é um "resíduo" da movimentação dos elétrons. Alguém montado num elétron poderia, ao menos em princípio, ter dificuldade em perceber que esse seu elétron se move, do mesmo modo que nós, humanos, tivemos, por séculos, dificuldades em perceber que a Terra se movia, e assim poderia ter dificuldades para conhecer a força magnética e associá-la aos elétrons em movimento. Mas se esse alguém olhasse para outros sistemas de elétrons em movimento poderia perceber que algo diferente acontece lá, e seria talvez tentado a postular a existência de elétrons não visíveis lá longe.

O que eu quero dizer, portanto, é que pode ser que a nossa movimentação no sistema solar não permita percebermos a força da gravidade como ela é, ao nosso redor, assim como um hipotético observador montado num elétron não perceberia de imediato o magnetismo acontecendo ao seu redor causado pela movimentação desse elétron. Confuso?

Bem, bem, são apenas especulações de uma mente solitária, só isso e nada mais: não faço a menor idéia de como expressar isso matematicamente, ou se o que eu escrevi acima faz sentido logicamente. Estou sozinho e faz calor nesta cidade de milhões de almas: só me resta achar como passar o tempo...

dedalus-atlas

[A formação e a estrutura do universo são resultado da força da gravidade.

A imagem acima, captada pelo Telescópio Espacial Spitzer,

mostra galáxias de várias formas e tamanhos (imagem: Nasa/JPL-Caltech).]

Cuidado com a bebedeira

Uma revolução intelectual

O texto abaixo é um pouco grande, porém a todos os que tem grande interesse pela ciência de um modo geral, penso que vale a pena ler as idéias expostas de forma clara sobre o que acontece na parte de baixo do globo, mais precisamente na America do sul.

Do Blog do Nassif

Na segunda metade do Século XX, o físico norte-americano, Thomas Kuhn, e o químico russo, Ilya Prigogine, revolucionaram a epistemologia e a história da ciência, colocando uma pá de cal sobre a visão positivista do conhecimento e colocando um ponto de interrogação definitivo sobre todas as teorias mecanicistas e deterministas a respeito do mundo físico, do cosmos e das sociedades humanas. Para Thomas Kuhn, o avanço da ciência não é acumulativo, nem se dá de forma linear e contínua. Pelo contrário, se dá de forma descontínua e por meio de grandes rupturas, ou "revoluções científicas", que assinalam um momento de "mudança de paradigmas", que são definidos por Kuhn como uma maneira particular de olhar o mundo, que articula de forma coerente problemas, conceitos, métodos de pesquisa e critérios de verdade, que só são válidos dentro de determinadas comunidades específicas, e durante períodos determinados de tempo. Por outro lado, Ilya Prigogine se rebelou contra o determinismo e o mecanicismo das teorias de Isaac Newton e Albert Einstein e demonstrou que a irreversibilidade do tempo, a desordem e a incerteza são elementos essenciais e construtivos, do mundo físico e biológico. Ou seja: Kuhn defende a historicidade da ciência e dos seus critérios de verdade e Prigogine defende a importância da "flecha do tempo" e das "escolhas", para a construção do futuro de um universo físico e de uma sociedade humana, que são rigorosamente imprevisíveis.

Por analogia, também é possível falar da existência de "paradigmas", e de "revoluções intelectuais", no campo do pensamento social, onde se formam e se transformam os valores, conceitos e critérios de verdade que as sociedades humanas utilizam para interpretar o seu passado e o seu presente, e para decodificar e responder às incertezas do seu futuro. São modelos, enfoques e crenças que atravessam o pensamento acadêmico e o pensamento político - de esquerda e de direita - e também fazem parte do senso comum e da formação da opinião publica. Esses "paradigmas sociais", também são válidos apenas para certas comunidades específicas, e durante um certo período, por mais longo que ele possa vir a ser. Com o passar do tempo e das mudanças sociais, entretanto, esses paradigmas "societários" perdem fôlego, se esclerosam, e acabam sendo superados por novas "visões do mundo", mais capazes de compreender e enfrentar os desafios criados pela chegada do futuro.

bPois bem: tudo indica que a América Latina e o Brasil estão vivendo um desses momentos de "revolução intelectual", e de mudança da sua forma de olhar para si mesmo e para o mundo. De um lado, o que se vê, é um "paradigma intelectual" em franco declínio, incluindo algumas ideias e teorias de esquerda e de direita, que já não dão conta das transformações do continente, e do Brasil, em particular. Seus conceitos e seus debates parecem velhos e repetitivos e por isso filtram as novidades trazidas pelo futuro de forma extremamente reativa, defensiva e medrosa. Alguns "intelectuais orgânicos" desse velho modelo vivem fascinados pela ideia do "fim", seja da democracia, do capitalismo, das espécies, ou da própria terra; outros, estão sempre lamentando as "imperfeições constitutivas" da sociedade latino-americana, tão distantes dos seus modelos ideais de sociedade civil, de classe social, de partido político, ou mesmo, de estado e de capitalismo. E quase todos vivem atormentados com medo do populismo, do corporativismo, do nacional-desenvolvimentismo, do estatismo, entre tantos outros fantasmas do passado. Sem se dar conta que esses conceitos e algumas de suas velhas teorias sociológicas e econômicas perderam aderência aos fatos e já não demonstram nenhuma eficácia como ferramentas analíticas e como instrumentos estratégicos, voltados para a construção do futuro.

Apesar disso, entretanto, ainda não se pode falar do aparecimento e da existência de novas teorias consistentes, e o próprio continente latino-americano ainda não superou alguns de seus grandes desafios sociais e econômicos. Mas com certeza já se pode falar de uma "revolução intelectual" e de um novo "paradigma", porque já se consolidou uma nova maneira do continente olhar para si mesmo, para o mundo e para os seus desafios, assumidos como oportunidades e como escolhas, que devem ser feitas a partir de sua própria identidade e de seus próprios interesses.

Jean Paul Sartre disse que "era mais fácil ser escravo do que senhor", e talvez, de fato, seja mais fácil pensar como escravo, do que como senhor. Mas depois desta "revolução intelectual" da America Latina já não há mais necessidade de ninguém seguir pensando como escravo, ou mesmo como aluno primário das "civilizações superiores".

José Luís Fiori é professor titular e coordenador do Programa de Pós-Graduação em Economia Política Internacional da UFRJ, e autor do livro "O Poder Global", da Editora Boitempo, 2007. Escreve mensalmente às quartas-feiras.

Deus, dai-me forças...

Um pouco de força nunca é demais, e assim será a força dada por um dos deuses da Física, que podem ser qualquer um dos gênios tais como Einstein, Dirac, etc.

Vídeo com o lendário Físico Paul Dirac

Dirac é uma das figuras mais emblematicas da História da Física. Profundo admirador da beleza das teorias, costumava dizer que uma teoria que não fosse bela e perfeita, então esta teoria não estaria correta. Foi um dos gigantes da Física do Século XX junto com Einstein e Bohr entre tantos outros. Pouco conhecido do grande público. Paul Dirac, junto com Niels Bohr, lapidaram a Mecânica Quântica, dando sentido matemático as estranhas consequências de seus arcabouços teóricos iniciais. Um gênio da mais pura e singela forma de acepção da palavra.

A Física do futebol

No instituo de Física onde estudo existem alguns malucos por futebol que vão gostar muito de saber que quando se formarem poderão trabalhar com futebol..(hehe...olha o sarcasmo).

Essa noticia foi mostrada no BBC Brasil.

Um dos gols mais incríveis da história do futebol, marcado pelo lateral esquerdo Roberto Carlos pela seleção brasileira há 13 anos, foi tema de um estudo feito por físicos na França.

O gol marcado pelo jogador em 1997 contra a França, em um torneio amistoso em Paris, ficou famoso pela enorme curva na trajetória da bola, que deixou o goleiro Fabian Barthez perplexo e sem reação.

Uma pesquisa publicada na revista científica New Journal of Physics sugere que aqueles que dizem que o gol foi um golpe de sorte estão errados.

A equipe de físicos franceses estudou a trajetória da bola e elaborou uma equação que a descreve.

Eles afirmam que a jogada pode ser repetida se a bola for chutada com muita força, com o efeito correto e – mais importante – a uma grande distância do gol.

'Caracol'

Muitos comentaristas chamavam a jogada de Roberto Carlos de "o gol que desafia a física", mas o estudo mostra que uma equação matemática pode descrever perfeitamente a trajetória da bola.


"Nós mostramos que a trajetória natural de uma esfera quando ela gira é em espiral", disse à BBC o físico Christophe Clanet, da Ecole Polytechnique de Paris.

Clanet disse que a trajetória da bola é

em formato de caracol, com a curvatura da bola aumentando na medida em que ela vai viajando no ar.

Como Roberto Carlos estava muito longe do gol quando chutou a bola, a 35 metros, a trajetória em espiral era visível.

A previsão dos físicos é de que a bola faria mais curvas para a esquerda, até entrar em espiral, caso não sofresse a ação da gravidade ou encontrasse nenhum obstáculo à sua frente. No caso do chute de Roberto Carlos, o obstáculo era a rede.

Em algumas simulações, os cientistas usaram tanques de água e bolas de plástico com a mesma densidade da água para estudar a trajetória. Com isso, eles puderem eliminar os efeitos da turbulência aérea e da gravidade, estudando apenas a trajetória.

"Em um campo de futebol, às vezes nós vemos algo próximo a essa espiral ideal, mas a gravidade modifica um pouco as coisas", disse Clanet.

"Mas se o chute for potente o suficiente, como o de Roberto Carlos, é possível minimizar o efeito da gravidade."

O fator mais importante, segundo o físico, é a distância.

"Se a distância é pequena, você só vê a primeira parte da curva. Mas como a distância era grande no chute de Roberto Carlos, você vê a curvatura aumentando. Então você vê a trajetória completa."

O homem só utiliza 10% da capacidade do cérebro

Um fator que certamente alimentou a propagação deste mito é o fato de que ele proporciona uma explicação "científica" para a suposta capacidade psíquica ou paranormal de certas pessoas. Enquanto os meros mortais utilizam somente 10% de seu cérebro, algumas pessoas teriam a capacidade (inata ou desenvolvida) de utilizar os 90% restantes, desenvolvendo poderes mentais muito além do geralmente aceito pela ciência. O mesmo argumento é às vezes empregado na propaganda de técnicas ou cursos de desenvolvimento mental que garantem, por exemplo, a obtenção de uma incrível capacidade de memorização.

Infelizmente, por mais que esta idéia inspire nobres esforços em busca do auto-aperfeiçoamento, sabe-se que, apesar de a evolução ter gerado uma certa redundância nos circuitos do cérebro, ele é usado por completo. Diversas técnicas empregadas pela neurociência moderna (tomografia, ressonância magnética, etc) mostram que não existem áreas inativas no cérebro. Como determinadas funções são concentradas em áreas específicas do cerébro, pode ocorrer que em um dado momento uma certa função (e sua região cerebral correspondente) não esteja sendo utilizada. Isto é, não utilizamos 100% do nosso cérebro durante 100% do tempo, mas utilizamos todo o cérebro ao longo de nossas diversas atividades normais.

Mesmo sem o conhecimento destes fatos, não seria muito dificil identificar a falsidade deste mito. Afinal de contas, se a maioria das pessoas deixassem 90% de seu cérebro ociosos, um traumatismo craniano que envolvesse a perda de massa cerebral não seria algo tão grave a não ser que a vítima tivesse o grande azar de perder os 10% importantes. Alguém já viu um médico dizer para a família de uma vítima de um tiro na cabeça, "Seu filho teve sorte, a bala atingiu uma área ociosa do cérebro... "?. Da mesma forma, 90% dos tumores de cérebro seriam facilmente resolvidos, podendo a área afetada ser retirada sem maiores problemas.

Alguém poderia argumentar que os 10% referem-se não ao volume do cérebro, mas a algum índice de atividade (como sua velocidade de processamento ou capacidade de armazenamento). Entretanto, não se conhece nenhuma técnica para a determinação de um limite teórico para estes processos, de forma que seja possível determinar a eficiência do cérebro de uma pessoa em particular. Assim, qualquer quantificação desta eficiência seria nada mais que um "chute", sem qualquer sentido real.

A origem exata deste mito é desconhecida, mas provavelmente deriva da interpretação errônea das primeiras pesquisas sobre o funcionamento do cérebro, no início do século XX. Aparentemente, Einstein inadvertidamente colaborou para a propagação deste mito ao usá-lo para responder a um jornalista que lhe perguntou a razão de sua grande inteligência.

Link..

Cientistas sintetizam elemento de número 117

Há pouco tempo, cientistas conseguiram sintetizar pela primeira vez átomos do elemento químico de número 117, que não existe na natureza. A informação foi divulgada pelo Laboratório Nacional Oak Ridge, dos Estados Unidos.

O experimento que produziu o elemento 117, que ainda está sem nome, foi realizado por uma equipe do Instituto de Pesquisa Nuclear da Rússia, em colaboração com cientistas americanos. Por meio da colisão entre átomos de outros elementos, foram produzidos dois isótopos do 117. Ambos contam com 117 prótons, mas um tem 176 nêutrons e o outro, 177.

O nome elemento se encaixa, na tabela periódica, entre o 116 e o 118, ambos já descobertos, mas também ainda sem nome oficial: o último elemento a ser batizado foi o 112, chamado copernício.

Mendelev ficaria bastante orgulhoso desta nova descoberta científica, pois o mesmo previra que diversas lacunas presentes em sua criação, a Tabela Periódica, seriam preenchidas no futuro com a descoberta ou identificação de novos elementos, que eram completamente desconhecidos no século XIX. Muitas vezes, não havia como descobri-los por falta de equipamentos adequados e nem mesmo tecnologia como a microscopia de varredura eletrônica, por exemplo.

Leia mais aqui....

Colisão no LHC

No dia 30 de março de 2010, às 8h06 (horário de Brasília), o acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) atingiu enfim sua meta de potência de 7 TeV (tera elétron-volts), e colidiu partículas sub-atômicas pela primeira vez. Agora físicos em todo o mundo aguardam ansiosamente pelos dados resultantes do experimento, que prometem abrir muitos novos caminhos para a ciência.

“Começa a busca pela matéria escura, novas forças, novas dimensões e o Bóson de Higgs,” disse a porta-voz de um dos núcleos do LHC, Fabiola Gianotti.

Rolf Heuer, diretor geral do CERN — a organização de pesquisas responsável pelo LHC — também se mostrou bastante animado com as conquistas científicas desta manhã: “é um ótimo dia para ser um físico de partículas”, disse ele.

O LHC tinha atingido o recorde de 3,5 TeV há cerca de 10 dias atrás. Hoje o LHC inicia um novo ciclo, no qual trabalhará por 18 a 24 meses com a energia de 7 TeV, já se preparando para a seguir colidir partículas com o dobro da energia: 14 TeV.

Atuação de um campo magnético

Tenha medo...

O conhecimento é pecado.

Adão e Eva comeram os frutos dessa árvore; e aconteceu o que aconteceu.

Algum tempo depois, Nicolau Copérnico, Giordano Bruno e Galileu Galilei sofreram castigo por terem comprovado que a Terra gira ao redor do sol. Copérnico não se atreveu a publicar a escandalosa revelação, até sentir que a morte estava muito perto.

A Igreja Católica incluiu sua obra no índex dos livros proibidos. Bruno, poeta errante, divulgou pelos caminhos a heresia de Copérnico: o mundo não era o centro do universo, mas apenas um dos astros do sistema solar.

A Santa Inquisição trancou-o durante oito anos num calabouço. Várias vezes ofereceram-lhe o arrependimento, e várias vezes Bruno se negou. Esse cabeça-dura foi enfim queimado, diante da multidão, no mercado romano de Campo dei Fiori.

Enquanto ardia, aproximaram um crucifixo aos seus lábios. Ele virou o rosto.

Alguns anos depois, explorando o céu com as trinta e duas lentes de aumento do seu telescópio, Galileu confirmou que o condenado tinha razão.

Foi preso por blasfêmia.

Nos interrogatórios, desmoronou.

Em voz alta jurou que amaldiçoava quem acreditasse que o mundo se movia ao redor do sol.

E baixinho murmurou, dizem, a frase que lhe deu fama eterna.

...De volta

Olá leitores desse humilde blog.

Estive ausente por estar bastante ocupado com a reta final da minha graduação em Física, que por sinal ainda não terminei :). Porém, como o tempo anda curto para as postagens e a falta de novas idéias, foram os principais motivos que deixei de atualizar o fisicoloko.

Estou aceitando sugestões de postagens, quem se interessar deixe um comentário.

Sinfonia da ciência

Escola de Física

Tudo isso aconteceu onde atualmente faço o curso de Fisica, onde fiz bons amigos e onde toda minha vida está calcada. O entrevistado e boa parte das pessoas que estão no vídeo fazem parte da minha vida de alguma forma. Tudo se passa no Instituto de Física da Universidade Federal de Mato Grosso, campus Cuiabá.

Você é um FÍSICO quando...

Você sabe calculo vetorial, mas não lembra como fazer uma divisão com virgula.
Você tem uma calculadora cientifica e conhece TODAS as suas funções.
Você já usou o AutoCAD para projetar uma pipa para o seu filho.
Você passa horas realizando o relatório de um experimento que durou alguns minutos.
Você tem um bichinho de estimação com o nome de um grande cientista.
Você ri de piadas sobre matemáticos.
Você considera qualquer curso não-científico "fácil".
Você não entende como algumas pessoas podem achar difícil programar um DVD.
Você assistiu "Apollo 13" e achou que os verdadeiros heróis foram os caras no "Controle da Missão".
Você assume que um "cavalo" é equivalente a uma "esfera" para facilitar os cálculos.
Uma criança de quatro anos lhe pergunta por que o céu e azul e você tenta explicar toda a teoria da absorção atmosférica.
Você vai a uma loja de informática e os vendedores não conseguem responder suas perguntas.
O que você mais gosta no Natal é montar os brinquedos das crianças.
Você já tentou consertar alguma coisa usando elásticos, clipes de papel e fita adesiva.
Seu PC vale mais do que um carro.
Você pode lembrar de 7 senhas de computador, mas não da data do aniversario da sua mãe.
Você sabe qual será o sentido de rotação da água quando puxar a descarga.
Você esta sendo processado pela Sociedade Protetora dos Animais por realmente ter realizado o experimento do Gato de Schrodinger.
Você SABE o que é o experimento do Gato de Schrodinger.
Você consegue digitar 70 palavras por minuto, mas não entende sua própria caligrafia.
Você já abriu alguma coisa "só para ver como é por dentro".
Você guarda peças de eletrodomésticos estragados.
Você assiste filmes de ficção cientifica e fica procurando cenas que estão cientificamente incorretas.
Você tem o habito de estragar coisas tentando descobrir como elas funcionam.

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.

Astrônomos descobrem supernova de 11 bilhões de anos

Um grupo de astrônomos americanos descobriu as mais distantes supernovas já observadas, que ocorreram há 11 bilhões de anos, segundo um estudo publicado nesta quarta-feira na revista científica britânica Nature.

Para conseguir identificar estas explosões de estrelas muito grandes (entre 50 e 100 vezes a massa do Sol) no final de sua vida, Jeff Cooke e seus colegas da Universidade da Califórnia (Estados Unidos) utilizaram uma nova técnica que pode contribuir para a descoberta de outras estrelas mortas nos confins do universo.

Estas supernovas ocorreram há 11 bilhões de anos (tempo necessário para que a luz produzida por estas gigantescas explosões chegue até nós) quando o universo tinha apenas 2,7 bilhões de anos.

Os astrônomos californianos detectaram as supernovas ao comparar imagens de um mesmo setor de céu obtidas entre 2003 e 2006, em busca de galáxias que se tornaram mais brilhantes, sinal que pode indicar a enorme quantidade de energia liberada por uma supernova.

Para aumentar a luminosidade de cada detalhe na tela do computador, Jeff Cooke teve a ideia de superpor as imagens captadas durante toda a temporada de observação e compará-las às imagens superpostas dos outros anos.

"É como se faz para aumentar a duração da abertura do obturador na fotografia: uma pose mais longa permite coletar mais luz", explicou o astrônomo em um comunicado.

Novas observações com o telescópio Keck, instalado no Havaí, permitiram confirmar que os rastros luminosos deixados pelas "candidatas" eram compatíveis com uma supernova - as supernovas deixam rastros de matéria detectáveis até cinco anos depois da explosão.

Quando uma estrela gigante que chega ao fim de sua vida consumiu todo o seu combustível, se expande e se contrai, provocando uma enorme onda de choque que expulsa sua camada superficial para o meio interestelar. A estrela começa então a brilhar intensamente, mas se apagará de vez em breve.

As supernovas enriquecem o universo com elementos químicos que contribuirão para a formação de novas estrelas e planetas.

Os cientistas esperam que o estudo das primeiras supernovas ajudem a entender melhor a formação e a evolução das galáxias.

Fonte: Aqui

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Teste 4

Experimento de Franck-Hertz

O experimento de Franck-Hertz mostrou que os átomos só podem absorver energia em valores discretos e bem definidos, ajudando assim a provar o modelo de Bohr para a quantização de energia de elétrons num átomo. No experimento, um tubo contendo vapor de mercúrio sob baixa pressão era submetido a uma diferença de potencial crescente. Entretanto, ao atingir o valor de 4,9V, a corrente subitamente diminuia. Novo acréscimo no valor da diferença de potencial levava a novos aumentos de corrente. Porém, ao atingir o valor de potencial de 9,8V, ocorria uma nova e súbita diminuição de corrente. A explicação desse fenômeno se baseia em dois aspectos: os elétrons colidem elásticamente com os átomos do vapor de mercúrio, havendo equilíbrio de energia cinética entre elétrons e átomos do vapor, ficando a parcela maior da energia com os elétrons. quando se atinge um valor igual ou múltiplo inteiro do menor valor de energia correspondente a diferença de níveis de energia do átomo, a colisão passa a ser inelástica, entregando energia ao átomo de mercúrio, de modo que os elétrons precisam adquirir nova quantidade de energia para atingir a placa coletora.

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