História da Física 2003/2004
Objectivos gerais
Compreender evolução histórica da teoria
atomista;
Compreender como se chegou ao modelo
hoje aceite para a explicação da
constituição da matéria
Conhecer e compreender as partículas
elementares da matéria.
Tempo
Cronologia…
400 a.C.
A primeira teoria atómica avançada Leucipe
e Demócrito;
1662
A lei estabelecida por Robert Boyle que
fornece o comportamentos dos gases;
1808
A teoria atómica apresentada por Dalton;
1897
Joseph Thomson descobre o electrão;
1900
Teoria quântica proposta por Max Planck;
1911
Rutherford descobre o núcleo do átomo;
1913
A teoria átomica apresentada por Niels Bohr;
1930
Wolfgang Pauli descobre o neutrino;
Tempo
1932 James Chadwick descobre o Neutrão;
Carl Anderson descobre o positrão;
1935 Hideki Yukama propõe o mesão e a força de interacção
forte;
•
Lawrense desenvolve o ciclotrão;
1956 Fred Reines detecta o Neutrão experimentalmente;
1963 Gell – Mann propõe o Quark;
Modelo satndard
Familia de particulas
Grécia Antiga
Escola Pitagórica
Escola Jónica
Leucipo (c. 430 a.C.)
e Demócrito (c. 460–371 a.C.)
Escola Ateniense
Platão e
Aristóteles
Robert Boyle (1627–1691)
Em 1666 Publica :A Origem das Formas e Qualidades,.
Defende a teoria atómica;
Afirma que qualquer combinação química é o
resultado de uma reacção entre partículas
elementares.
Define elemento químico
Dalton (1766-1844 )
Afirmava:
Matéria é constituída por partículas indivisíveis
Considerava que os átomos não seriam alterados
pelas reacções químicas
Associa cada tipo de átomo a um determinado
elemento químico.
Descoberta do electrão - Thomson
Os Raios catódicos – estudou a passagem de
corrente eléctrica por um gás no interior de um
tubo de vidro, que continha duas peças
metálicas, uma positiva e outra negativa.
1º Modelo a ser proposto
Pudim de Passas
Século XIX
Agora a pergunta que surgia no meio dos
estudiosos era relativamente à maneira
de como estão dispostos e integrados os
electrões no átomo!
Rutherford - 1911
Experiência de Rutherford que
permitiu postular o conceito do núcleo
1908 - 1911
Modelo Planetário
proposto por
Rutherford
Falhas do modelo de Rutherford
1º
2º
Pelo facto de electrão colapsar com o núcleo,
verificar-se-ia uma emissão contínua de
radiação, o que seria contrário à verificação
experimental de que os átomos apresentam
espectros de emissão discretos – série de
Balmer.
Teoria de Plank
Teoria de Plank, esta baseou-
se no estudo da radiação que um
corpo negro emitia. Este supôs que o
átomo emitia radiação em “pacotes”,
que denominou de quantum.
Bohr - 1913
Objectivo: explicar a
fórmula empírica de Balmer
1º Postulado: Bohr admitiu que, tanto a lei
de Coulomb como as leis de Newton são
ainda aplicáveis no domínio atómico. Assim
o electrão mover-se-á numa orbita circular
à volta do núcleo sendo a força central a
responsável pelo movimento;
2º Postulado: postulado da quantificação das
órbitas
3º Postulado: nas órbitas permitidas não há
radiação de energia electromagnética. Deste
modo a energia total do electrão permanece
constante e as orbitas são ditas estacionárias.
4º Postulado: Bohr admitiu que só há lugar à
emissão de radiação quando, sob o efeito de uma
perturbação, o electrão é transferido entre
duas órbitas estacionárias.
1930
Wolfgang Pauli
Decaimento Beta- deveria
haver emissão de uma outra
partícula, com carga nula e
massa muito pequena
1933
Fermi
Captou a ideia de Pauli e chamou a
essa partícula neutrino
James Chadwick, em 1932
Descobre o neutrão
Prémio Nobel da Fisica em
1935 por esta descoberta
Fred Reines, em 1956
Detecta o neutrão experimentalmente
Recebe Prémio Nobel em 1995 por este
acontecimento
Lawrence
Desenvolve o ciclotrão
Instrumento que lhe permite
acelerar átomos carregados a altas
velocidades
Ganha o prémio Nobel da Fsica
em 1939
Antipartículas
Carl Anderson descobre o positrão
em 1932 ao examinar trajectórias das
partículas semelhantes ao electrão, de
carga positiva numa câmara de névoa.
Mesão e força de interacção forte
Hideki Yukawa, em 1935
questiona-se
Qual a força que mantém o átomo unido?
Então propôs uma nova partícula,
cuja troca entre os nucleões no
núcleo provocaria a força forte.
Mesão
Carl Anderson descobriu uma
partícula com uma massa muito maior que a
do electrão e que interagia muito pouco com
a matéria não podendo ser a mensageira da
força forte.
Cecil Frank Powel e Giuseppe
Occhialini descobriram a existência de
dois mesões com massas diferentes o
muão e o mesão pi
Quark
Murray Gell-Manm e
George Zweig propuseram uma
substrutura mais elementar
das partículas – o Quark
Gell-Manm recebeu o Nobel por esta
teoria em 1969
Podemos identificar três variedades
(sabores) de Quarks: u, d, s.
Modelo Standad
Após a ideia dos quarks, percebeu-se que certas
partículas tinham composições de quarks que
violavam o principio de exclusão de Pauli
A Cor (vermelho, verde e azul)
Famílias de partículas
Hadrões – partículas que interagem
pelas forças fortes
Mesões – massa
intermédia e spin
nulo ou inteiro (0
ou 1)
Bariões – massa igual
ou superior à massa
dos protões e spin
fraccionário(1/2 ou
3/2)
Leptões
partículas sensíveis às
interacções fracas, são as mais
leves da família do positrão e do
electrão. Não têm estrutura e
têm spin 1/2
Carl Rubia
recebeu prémio
nobel em 1984
descoberta das partículas W+- e
Z0 (são as partículas mensageiras das
forças nucleares fracas)
FIM!!!
Trabalho Realizado por:
Ana Raquel Almeida
Isabel Santos
Sandra Vales
Quark:
Mão dissolvida em quark