Física Moderna I
Prof. Jaime Urban
Programa
I – Relatividade especial
II – Mecânica quântica
Avaliação
- 3 Provas (10 ptos cada)
- Testes semanais, que valerão um total de 1
ponto extra para cada uma das três provas.
- Frequência mínima exigida
Aula de Hoje
A. Relatividade Especial
1.
2.
3.
4.
A Física no fim do século XIX
Relatividade Galileana
A velocidade da luz
Experimento de Michelson e Morley
Física do século XIX
PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS
• Mecânica e astronomia: pouco
• Óptica ondulatória
• Eletromagnetismo
• Termodinâmica, teoria dos
gases, mecânica estatística
• Novos fenômenos (raios X,
radioatividade)
Maxwell
Física do século XIX
Praticamente tudo o que ensinamos no
ensino médio e na graduação já havia sido
desenvolvido:
• mecânica clássica
• óptica
• termologia
• eletricidade e magnetismo
E mais alguma coisa...
Séc. XIX: grandes sucessos
Havia um grande
otimismo geral
com o progresso
da humanidade e
com o
desenvolvimento
técnico e
científico.
1900: O fim da física?
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
1900: O fim da física?
Lord Kelvin
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 o calor específico dos
materiais (violação da
eqüipartição da energia).
1900: O fim da física?
No final do século XIX existiam
vários problemas na física,
mas muitos físicos não
davam importância a eles.
• Novos fenômenos
inexplicados
• Problemas teóricos e
conceituais
Descobertas experimentais
O estudo de
descargas elétricas
em gases rarefeitos
levou à descoberta
dos raios catódicos
Descobertas experimentais
Os raios catódicos levaram à
descoberta dos raios X, que
eram úteis mas misteriosos.
(1895)
Teoria da Relatividade
No século XIX pensava-se
que o universo estava
cheio de “éter” e que
deveria ser possível medir
o movimento da Terra em
relação a esse éter
(movimento “absoluto”).
Alguns experimentos, como
o de Michelson, não
conseguiram medir essa
velocidade.
A. Michelson
Transformações de Galileu
y

r
S
x
Transformações de Galileu
y’
y
v

r
S’
S

r'

R
x’
x
  
r  r ' R



dr dr ' dR


dt dt dt
  
u  u ' v
Transformações de Galileu
Exercício:
Um rio de margens retilíneas e largura constante igual a 5,0
km tem águas que correm paralelamente às margens, com
velocidade de intensidade 30 km/h. Um barco, cujo motor lhe
imprime velocidade de intensidade sempre igual a 50 km/h
em relação às águas, faz a travessia do rio.
a) Qual o mínimo intervalo de tempo possível para que o
barco atravesse o rio?
b) Na condição de atravessar o rio no intervalo de tempo
mínimo, que distância o barco percorre paralelamente às
margens?
c) Qual a velocidade do barco medida em um referencial fixo
as magens do rio?