Física moderna: o que é e seus resultados!

Se você está se preparando para prestar algum vestibular em breve ou mesmo estudando para o Enem (Exame Nacional do Ensino Médio), o estudo da física moderna é um dos tópicos mais importantes para conquistar um ótimo desempenho e garantir boas notas nas provas que realizar.

Uma das disciplinas mais importantes para a realização de grandes vestibulares, como Fuvest, Unesp e ITA, esse conhecimento é também um dos mais requisitados para quem deseja seguir carreira nos cursos voltados às ciências exatas.

Se você têm dúvidas a respeito de conhecimentos da física moderna, quer entender conceitos como mecânica quântica e relatividade ou descobrir bons livros para estudar, esse texto é para você. Vem com a gente!

O que é física moderna?

Após séculos de estudo e do consenso na área científica de que os conhecimentos sobre as leis físicas haviam chegado ao limite, o século XX foi marcado pela presença e estudos de físicos que revolucionaram o conhecimento da física, propondo respostas para questionamentos que muitos acreditavam não ser possível responder, criando aquilo que entendemos por física moderna: o conjunto de teorias surgidas no começo do século XX, que apresentou conceitos como a Mecânica Quântica, a Teoria da Relatividade e a Física Nuclear.

Com isso, o estudo da física passou a focar seus esforços na compreensão do universo microscópico, buscando assimilar os fenômenos atômicos e subatômicos. Esses conhecimentos revolucionaram a maneira como enxergamos o mundo, permitindo grandes avanços tecnológicos, como o desenvolvimento na área da eletrônica, das telecomunicações e da energia nuclear.

Como surgiu a física moderna?

O “nascimento” da física moderna é apontado pelos estudiosos como o momento em que o físico alemão Max Planck, considerado o pai da física quântica, apresentou, em 1900, sua teoria a respeito da mecânica quântica. Ele buscava explicação para os fenômenos da radiação térmica, apresentando ao mundo uma equação capaz de explicar a intensidade de radiação emitida por corpos negros.

Posteriormente, no ano de 1905, o também alemão Albert Eistein — até então um jovem e desconhecido físico — revolucionou novamente a mentalidade científica da época a respeito dos fenômenos atômicos ao propor a Teoria Especial da Relatividade e a Teoria do Efeito Fotoelétrico. Ele propôs possíveis respostas para questionamentos que não pareciam passíveis de serem respondidos pela física tradicional.

É possível destacar também o trabalho de outros notáveis dentro da física moderna, como Niels Bohr, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Erwin Schrödinger, Paul Dirac, dentre outros, que contribuíram para a evolução do conhecimento das mecânicas da física e no entendimento de noções de espaço, tempo, causalidade, medida, trajetória, localidade e simultaneidade.

Resultados da física moderna

Para fins de estudo e de categorização disciplinar dos conhecimentos da física moderna, é possível destacar três grandes áreas de avanço, resultado dos estudos desenvolvidos pelos físicos citados anteriormente: o estudo da mecânica quântica, o estudo da relatividade e o estudo da física nuclear. Cada uma das áreas representou um grande progresso em relação ao conhecimento até então vigente.

Para compreender a revolução trazida pelos estudos de Einstein — com seus artigos a respeito da relatividade — bem como os de Werner Heisenberg e Richard Feyman, com as teorias quânticas, é necessário aprofundar o entendimento de cada um dos tópicos. Confira abaixo os principais pontos das teorias resultantes dos estudos considerados fundamentais para a física moderna.

Mecânica quântica

É possível descrever a mecânica quântica como a teoria física que estuda os sistemas físicos cujas dimensões, muitas vezes, são próximas ou menores do que a escala atômica, como é o caso das moléculas, átomos, elétrons, prótons e outras partículas subatômicas.

Em alguns casos, os impactos desse estudo também podem ser percebidos e descritos por meio de fenômenos macroscópicos.

Os maiores destaques da mecânica estão na descrição precisa de eventos anteriormente inexplicados pela física tradicional, como é o caso da radiação dos corpos negros e as órbitas estáveis do elétron. Com isso, foram produzidos conhecimentos avançados, como a compreensão da superfluidez e da supercondutividade, que consideram o comportamento microscópico da matéria como sendo quântico.

Relatividade

Outra área da física moderna que trouxe grande evolução do conhecimento científico é a relatividade, que atualmente é definida pelo conjunto de duas teorias científicas distintas: a teoria da relatividade geral e a teoria da relatividade especial ou restrita, surgidas a partir dos estudos publicados em 1905 e 1915 por Albert Einstein, que substituiu os conceitos independentes de tempo e espaço presentes na teoria de Newton pelo conceito unificado de espaço-tempo.

Foi a partir da teoria da relatividade que surgiu a ideia de a velocidade da luz ser uma constante invariável, sendo considerado dentro da física moderna como um caso particular do princípio da relatividade, no qual os efeitos da gravidade são ignorados.

Física nuclear

A física nuclear é responsável pelo estudo das propriedades e do comportamento dos núcleos atômicos e dos mecanismos responsáveis pelas reações nucleares, sendo uma área da ciência física surgida a partir da evolução do conceito de estrutura atômica. No século XIX e anteriores, se cria ser uma estrutura maciça, indestrutível e indivisível, passando para a compreensão de que os átomos são compostos por estruturas menores, como elétrons, prótons, nêutrons, quarks e outras partículas subatômicas.

Livro de física moderna

Dentro do estudo da física moderna, um dos livros mais conceituados e utilizados é o livro “Física Moderna”, do autor Paul Allen Tipler, que trata das temáticas consideradas fundamentais para a compreensão dessa área de estudo, como os trabalhos dos físicos citados anteriormente.

Para aqueles que estão se preparando para prestar vestibulares ou para o Enem, a física moderna é um dos conhecimentos fundamentais e que permitem responder questões importantes para o desempenho do candidato. Por isso, é importante estar preparado e treinado a respeito do assunto para a resolução das questões de física, que costumam exigir conhecimento técnico, como fórmulas e teorias, e também interpretação de texto e uso de lógica.

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