TÓPICO 3

 

III Modelos atômicos, as primeiras “regras” de quantização e o caráter dual da matéria: partícula-onda.

Tempo previsto: 8  aulas

III.1.1 Os espectros discretos de radiação emitidos por substâncias ndicando  quantizações nos átomos.

III.1.2 O modelo de J.J. Thomson para o átomo: descrição do estado fundamental e a possibilidade de emissão quantizada. Os acertos e  dificuldades do modelo.

III.1.3. O experimento de Rutherford. Conceito de espalhamento de partículas: energia incidente, parâmetro de impacto, ângulo de espalhamento, seção de choque diferencial e total. Os resultados do experimento de Rutherford e sua proposta de átomo nucleado para descrever os resultados experimentais. A estimativa do tamanho do núcleo a partir da comparação dos resultados experimentais da seção de choque diferencial versus energia incidente com os previstos pela física newtoniana no modelo do átomo nucleado de Rutherford.

III.1.4. O modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio e seus resultados de acordo com os experimentais para os espectros de emissão e absorção de radiação eletromagnética por átomos de hidrogênio. Os espectros de emissão e absosrção de radiação eletromagnética por átomos mais pesados do que o H (discussão qualitativa).

III.1.5 Outras evidências da quantização da energia dos átomos.

III.2 O caráter dual da matéria: partícula-onda

III.2.1 A proposta (teórica) de de Broglie do caráter dual da matéria: razões físicas e as relações que vinculam o caráter ondulatório ao corpuscular na radiação eletromagnética e nas partículas com massa de repouso (matéria).

III.2.2 Possíveis ondas de partícula com módulo de velocidade constante (partícula presa em uma caixa e o átomo de H). Quantizações decorrentes. 

III.2.3 A “marca” do caráter ondulatório no experimento de Yang (feixe passando por duas fendas). A realidade do caráter ondulatório das partículas: experimento de Davisson e Germer e outros espalhamentos de feixes de partículas por cristais. 

III.2.4 A representação ondulatória de uma partícula de módulo de velocidade variável. Os pacotes de onda na física clássica – velocidade de fase e da onda do pacote. As relações dos pacotes de ondas que vinculam posição e número de onda, tempo e frequência da onda.

III.2.5 Os pacotes de ondas de partículas, segundo de Broglie. Uma interpretação das relações do pacote de onda de partículas - o princípio de incerteza de Heisenberg. A energia de ponto zero ou energia mínima das partículas segundo o princípio de incerteza.