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Livro de Física

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Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 9th Fevereiro 2008, 22:09

Queria vos apresentar o primeiro capitúlo de um livro de física que estou a escrever.
Começei-o a escrever em 2005 e ainda não acabei Embarassed , porque não voltei a tocar nele em 2006 e 2007. Mas agora lembrei-me dele e queria vos dar um cheirinho do que irá ser. Wink
Vou tentar arranjar tempo para acabar este livro durante este ano e depois de o ter acabado vou procurar uma editora. Espero ter sorte. Very Happy
Neste livro eu descrevo de tudo um pouco sobre a física e estou a escrever de uma forma divertida, explorando sempre a personalidade dos cientistas de uma forma "humana". Espero que gostem Wink . Ok, o primeiro capitúlo chama-se O Colapso da Física Clássica e será o único que colocarei aqui, claro. :lol: Escrevi-o em 2005.




1- O Colapso da Física Clássica
No final do século 19 todos tinham razões para acreditar que as leis da mecânica e gravitação de Sir Isaac newton e o electromagnetismo de James Clerk Maxwell explicavam todos os fenómenos que ocorriam na natureza. A lei da gravitação de Newton explicava como os planetas e os outros corpos celestes se mantinham juntos, sem se escaparem para o espaço infinito. Os planetas orbitavam ao redor das estrelas sob a acção de uma força que era tão grande quanto mais massa possuíssem e que decrescia consoante a distância que os separava. Newton também reparou que essa mesma força actua no nosso planeta. É graças à gravidade que nós temos os pés bem assentes na terra, mesmo quando o planeta se encontra em movimento a uma velocidade considerável na sua órbita ao redor do sol. A gravidade é uma força que actua sobre tudo e em todo o universo. Por outro lado as leis da mecânica de Newton, explicavam as leis que regiam os movimentos de todos os objectos do universo. A partir das observações do físico, astrónomo e matemático Galileu Galilei (1564-1642), das do astrónomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601) e das do astrónomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) que compreendeu a natureza elíptica das órbitas dos planetas, Newton formulou as suas três leis do movimento e a sua grande teoria da gravitação universal. Newton de facto foi o grande arquitecto da visão do mundo dos cientistas dos séculos 17,18 e 19. As suas leis do movimento são as seguintes: Primeira lei – Qualquer corpo permanece no seu estado de repouso ou de movimento uniforme em linha recta, a menos que seja compelido a modificar o seu estado devido a forças nele impressas
O que a primeira lei do movimento de Newton afirma é que, qualquer objecto que não for retardado por a acção da gravidade que o empurra para baixo, ou por a acção da resistência do ar, permanecerá num movimento rectilíneo (em linha recta) uniforme para sempre. Um objecto permanecerá a viajar em linha recta para sempre, caso não actue nenhuma força que o faça mudar de direcção ou o abrande. Note-se que a primeira lei de Newton afirma que o espaço é absoluto. Se um objecto permanece movendo-se em linha recta para a eternidade, isso significa que o espaço onde se move é absoluto. E também afirma que os corpos têm a tendência para se encontrar em repouso. Isso deve-se à sua inércia. Se nenhuma força actuar sobre um qualquer objecto ele permanecerá em repouso. A força necessária para um objecto ultrapassar a sua inércia, terá de ser maior que esta.
Segunda lei – A alteração do movimento é sempre proporcional à força motriz imprimida; e faz-se na direcção da linha recta segundo a qual essa força é impressa.
A segunda lei afirma que uma força que se transmita a um objecto o fará movimentar-se equivalentemente. Uma força dupla causará um movimento duplo. Uma força tripla um movimento triplo, e assim por diante. E esse movimento (quando orientado por a força que o causa) pode ser adicionado ou subtraído a um segundo movimento. Um qualquer movimento quando adicionado a um segundo movimento causa um terceiro movimento que é a soma dos dois que o causam. E no caso contrário passa-se o mesmo.
Terceira lei – A qualquer acção existe sempre uma oposta uma reacção igual; ou, as acções mútuas de dois corpos entre si são sempre iguais, e dirigem-se a partes contrárias
A terceira lei afirma que um qualquer objecto que actue sobre qualquer outro sofrerá também uma reacção oposta. Se puxar um objecto seremos também puxados por esse objecto. Se chocarmos contra um objecto, sofreremos também esse choque. A acção e a reacção oposta têm também a mesma intensidade. E também afirma que qualquer acção sofrerá uma reacção na direcção oposta à qual a acção foi produzida.

Estas três leis do movimento de Newton explicavam correctamente como se comportavam os objectos no universo e a sua lei da gravidade explicava uma das duas forças naturais conhecidas naquele tempo. A outra que era a força electromagnética tinha sido desenvolvida por os trabalhos de Michael Faraday e James Maxwell. Michael Faraday, descobriu que as cargas eléctricas em movimento dão origem a campos magnéticos e que campos magnéticos variáveis podem induzir o movimento de cargas eléctricas (correntes eléctricas), e James Maxwell unificou as forças eléctricas e as forças magnéticas que actuam no universo através de campos e chamou a esta nova teoria a força electromagnética. Maxwell foi um físico escocês que nasceu na cidade de Edimburgo. Tal como muitos naquela época, Maxwell estava fascinado pelo facto de uma corrente eléctrica que passa num fio, produzir um campo magnético, que é essencialmente idêntico ao campo magnético de um magnete. A electricidade em movimento (uma corrente eléctrica) produz magnetismo e os magnetes produzem correntes eléctricas. Assim as forças eléctricas e magnéticas, que antes se pensava serem fenómenos sem relação nenhuma um com o outro, provaram ser duas facetas de um conjunto maior (o campo electromagnético). Maxwell criou então 4 equações que descrevem todos os fenómenos do campo electromagnético no universo e que também previam que este existia em contínua mudança movendo-se a 300 000 quilómetros por segundo. Maxwell não tardou então a perceber que a luz tinha que ser uma onda electromagnética.
Esta teoria foi muito bem recebida por a comunidade científica da época, porque já antes um respeitável físico e médico britânico, chamado Thomas Young tinha fornecido as provas experimentais na famosa experiência das duas fendas, que comprovava a natureza ondulatória da luz. O comportamento ondulatório da luz é posto em evidência através de diversas experiências que permitem ver aquilo a que se chama interferências. Formam-se bandas de luzes estreitas e regulares alternadamente claras e escuras. Quando dois picos de ondulações se encontram chegam em fase e daí resulta uma intensificação de luz nesses locais. Quando um pico encontra uma lomba anulam-se e daí resulta uma franja escura. Estas eram as duas únicas forças conhecidas naquele tempo (as forças nucleares só seriam conhecidas no século 20). Quanto à natureza última da matéria acreditava-se que era formada por partículas indivisíveis (os átomos dos gregos) que se comportavam segundo as leis do movimento de Newton. Essas partículas juntavam-se para criar as diferentes formas que existem no nosso universo, e visto que se acreditava que existissem um número infinito delas, acreditava-se que o universo fosse infinito. Estas leis descreviam todos os fenómenos que ocorriam no nosso planeta e no universo em geral. A física em última análise já tinha demonstrado estar completa.


Última edição por em 9th Fevereiro 2008, 22:14, editado 1 vez(es)

Carlos Costa
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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 9th Fevereiro 2008, 22:12

Tanto era assim que até o grande Lord Kelvin pensava o mesmo. Lord Kelvin (o seu nome verdadeiro era William Thomson) nasceu em Belfast em 1824. Durante a sua vida tornou-se em um dos mais fantásticos cientistas de sempre. Aos 8 anos já assistia às conferências do seu pai que era matemático, e aos 15 já estudava física na universidade de Glasgow. Aos 21 foi para Cambridge e a partir de então tornou-se num especialista de todos os ramos da física. O seu legado científico é enorme. Durante a sua vida escreveu mais de 650 artigos científicos sobre as mais variadas coisas como escoamentos laminares, vórtices, capilaridade, ondas em canais abertos, flutuações de navios, etc. Foi um dos criadores da termodinâmica (a ciência da física que estuda os vapores e o calor), inventou o galvanómetro de espelho e o registador sifonado que permitiram enviar sinais telegráficos através do atlântico, inventou a bomba de calor, a escala Kelvin que recebeu o seu nome e foi responsável por a implantação do serviço telefónico na Grã-bretanha. Em 1892 ganhou o título de Lord Kelvin. Mas também tinha defeitos tão grandes como o seu génio. Acreditava que a terra tinha apenas 20 milhões de anos, recusava-se a aceitar a existência dos átomos e era um grande opositor à teoria da evolução de Darwin. Em 1890 elegeu-se presidente da famosa Royal Society. Morreu aos 83 anos e foi sepultado na abadia de Westminster, onde se encontram sepultados alguns dos maiores génios da história. Por todos estes grandiosos feitos quando em 27 de Abril de 1900 afirmou numa conferência da Royal Society, que a física era uma ciência completa e acabada, e que "tudo o que resta aos físicos hoje em dia é apenas adicionar umas casas decimais aos resultados já obtidos" as suas palavras foram aceitadas quase por todos os cientistas. Segundo Lord Kelvin na física era tempo de obter resultados mais rigorosos e não de revolução científica. Era um sentimento compartilhado por quase todos os que acreditavam que já tinham tudo descoberto e que mais nada havia para fazer nesta ciência, apesar da excitação recente no mundo da física por causa da descoberta dos raios X por W. Rontgen em 1895, da descoberta da radioactividade por H. Becquerel em 1896 e da observação da primeira partícula subatómica, o electrão, por J. J. Thomson em 1897. Estas descobertas não alteravam em nada a visão do mundo por parte da física clássica. Max Planck (o homem que iria contrariar estas ideias), quando se encontrou indeciso quanto ao seguir física ou matemática, foi-lhe vivamente recomendado que seguisse matemática porque na física não havia mais progressos que pudessem ocorrer. Mas mesmo assim Planck escolheu dedicar-se à física e começou a estudar a segunda lei da termodinâmica (entropia) que parecia bastante motivadora para um jovem que começava a dar os primeiros passos no mundo da física, ignorando até as recomendações dos seus professores que lhe aconselhavam a não seguir a carreira profissional nesta área das ciências naturais. Somente existiam "duas pequenas nuvens negras no horizonte da física", nas palavras de Lord Kelvin, que ainda não tinham explicação. Essas eram a experiência de Michelson-Morley e a outra dizia respeito à distribuição de energia da luz emitida por um sistema de corpo negro. Mas estas "duas pequenas nuvens negras" sem resposta, iriam conduzir a física para onde ela nunca sonhou. Iriam ser as responsáveis por a queda da física clássica e o nascimento da física quântica.
Um dos problemas que carecia de explicação era a experiência de Michelson-Morley. Todas as ondas precisam de se propagar em algo, e como se pensava que a luz tinha o mesmo comportamento ondulatório do som, e era emitida continuamente e suavemente (como a nossa ideia da água quando a observamos a olho nu) ela devia se propagar em algum suporte para se mover por o espaço entre as estrelas. Se nós vemos a luz que as estrelas emitem (em especial do sol) é porque essa luz se propaga em algum suporte no seu caminho de origem até ao nosso planeta. Esse suporte foi chamado de éter. O termo éter deriva da língua grega e foi aí que ganhou corpo. Ao longo da história o éter foi usado por os filósofos simplesmente como um conceito que lhes ajudava a explicar certas características incompreensíveis do universo. O éter ganhou uma conotação científica, quando o físico e astrónomo holandês, Christian Huygens (1629-1695) formulou a sua teoria ondulatória da luz em 1678.
Huygens nasceu em Haia (Holanda) e desde muito novo estudou matemática e ciências incentivado por seu pai. Apesar dos seus estudos científicos a que devotou quase toda a sua vida, Huygens acreditava que as manchas no planeta Marte eram causadas por marcianos que preparavam uma invasão ao nosso planeta. Não é difícil de ver que estas ideias “aterradoras” mancharam a sua reputação científica. Segundo Huygens, os corpos luminosos produzem ondas que se propagam até ao observador, assim como uma pedra provoca ondas que se propagam na superfície da água, quando é lançada. Naquela altura os cientistas já sabiam que no vácuo o som não se propaga porque não existe ar no espaço exterior. O problema era saber então, como é que a luz se propaga pelo vácuo, visto que não existe nenhum suporte para transportar as suas ondas luminosas, como no caso do som. Huygens trouxe para a ciência o éter para explicar esse fenómeno. O éter era uma substância invisível, uma espécie de fluido transparente e sem forma alguma (que era a única razão para não ter sido detectado por nenhum instrumento científico), mas que de qualquer maneira preenchia todo o espaço e envolvia a terra. Era sobre o éter que a luz se propagava então, por o espaço exterior. A existência do éter foi apoiada até por Isaac Newton e Descartes. Apesar de nunca ter sido detectado, quase todos os físicos estavam completamente convencidos da existência do éter. Quem disse-se o contrário seria alvo de críticas agressivas e de risos trocistas. Era inaceitável naquele tempo dizer que o éter era uma ilusão, o que parecia lógico. Como os físicos acreditavam piamente que a luz tinha um comportamento ondulatório ela tinha de se mover em algo para se poder propagar por o vácuo. Mas o éter seria posto à prova e eliminado do lugar de suporte da luz (lugar que nunca ocupou realmente) por a experiência de Michelson-Morley. Esta experiência apesar de não ter derrubado completamente a ideia do éter na mente de muitos cientistas, que continuaram a acreditar que o éter era tão real como o próprio ar, provocou muitas discussões nos bastidores da ciência. Para comprovar a existência do éter, em 1887 o físico Albert Michelson e o químico Edward Morley envolveram-se numa experiência que se prolongou por 20 anos sempre com resultados negativos.
Michelson nasceu em Strelno (polónia) a 19 de Dezembro de 1852, mas quando contava apenas 2 anos a sua família emigrou para os estados unidos e estabeleceram-se em São Francisco. Em 1875 aceitou o cargo de professor de física e química na escola Naval em São Francisco, que ocupou durante 4 anos. Michelson era considerado um homem frio e impessoal por os seus alunos, mas ele se considerava um apaixonado por a perfeição. Violinista e pintor nas horas livres empregava a mesma perfeição e exactidão na arte como nas ciências. Um dia disse "somente na ciência a arte pôde encontrar sua expressão máxima". Esta sua procura desesperada na perfeição levou-o a empregar 20 anos da sua vida à procura do éter.

Morley nasceu em Newark (New Jersey) em 1838. Aos 22 anos graduou-se na Williams. Foi professor de química durante 40 anos, escreveu muitos livros didácticos, e foi ele que descobriu que a quantidade de oxigénio no ar diminui ao se aumentar a pressão atmosférica e também descobriu a relação exacta em que se combinam o oxigénio e o hidrogénio. Juntos estes dois cientistas iriam empregar uma empresa para descobrir o tão aclamado éter.
Os dois então usaram um instrumento (inventado por o próprio Michelson, chamado o interferômetro de Michelson) capaz de medir a velocidade da luz e de comparar o tempo gasto por dois feixes emitidos por a mesma fonte em duas direcções perpendiculares. As direcções escolhidas foram a do movimento da terra em sua órbita ao redor do sol (a terra imóvel sobre o éter) e a outra perpendicular à primeira (a terra a afastar-se do éter). Se o éter realmente existisse uma diferença de intervalos de tempo seria detectável, porque a luz demoraria mais a alcançar a terra quando esta se estivesse a afastar do éter à velocidade de 30km/s na sua translação ao redor do Sol. Apesar de 30km/s ser uma velocidade insignificante quando comparada com a velocidade da luz (300 000 km/s), era suficiente para comprovar a existência do éter. Ambos os cientistas acreditavam na existência do éter, mas ambos comprovaram (para desapontamento dos dois e de muitos físicos de então) que a luz tinha a mesma velocidade independentemente da rotação ou translação da terra por o sistema solar ou das galáxias por o universo. A velocidade da luz era sempre a mesma nas duas direcções perpendiculares. O éter afinal de contas não existia. A velocidade da luz teimava em ser sempre a mesma, e se o éter realmente existisse o nosso planeta deveria estar em repouso o que era realmente absurdo.
Apesar deste resultado os físicos demoraram a largar a ideia do éter por lhes ser tão difícil largar os velhos conceitos e pontos de vista. Argumentaram que algo estava a correr mal na experiência de Michelson-Morley, talvez na utilização dos instrumentos ou noutra coisa qualquer. Até sugeriram que a Terra encontra na sua deslocação uma espécie de «vento de éter», que comprometia os resultados. Por isso mesmo Michelson e Morley, que também tinham mais dúvidas sobre a eficiência do seus instrumentos do que da inexistência do éter, continuaram durante duas décadas (intercalados por períodos de depressão de Michelson, compreensíveis) a fazer a mesma experiência, pensando que algo estava errado nas suas manobras. Mas veio a tornar-se inútil. A velocidade da luz era sempre a mesma (299.792.458 m/s no vácuo). Morley morreria em 1923 na cidade onde nasceu, e Michelson morreria 8 anos mais tarde em Pasadena. Esta experiência enterraria o éter. Mas então como é que a luz se movia por o vácuo? E se a velocidade da luz era constante como a experiência de Michelson-Morley indicava, isso queria dizer que algo estava mal na nossa interpretação do espaço e do tempo, que segundo as leis de Newton eram absolutos. Havia muitas perguntas a pairar no ar.
Esta experiência era um dos dois problemas sem resposta. O outro dizia respeito à distribuição de energia da luz por um sistema de corpo negro. Apesar do nome os corpos negros são tudo menos negros. São conhecidos por serem excelentes a reemitir toda a radiação electromagnética que incida sobre eles. Um filamento de uma lâmpada daquelas que usamos por casa, por exemplo, é um sistema de corpo negro. Quando os corpos negros são aquecidos emitem radiação cuja natureza muda com a temperatura. Os metais, por exemplo, quando aquecidos emitem radiação visível (quando estão em brasa vemos o vermelho) ou invisível como radiação de infravermelhos. O problema era que segundo as leis electromagnéticas de Maxwell, os corpos negros emitiam ondas electromagnéticas de qualquer comprimento de onda (espectro). O comprimento de onda junto com a frequência e a amplitude são os comportamentos normais de uma qualquer onda. A frequência usa-se para medir o tempo que um pico de onda demora a "ir abaixo e a cima". O comprimento de onda mede a distância entre dois picos de onda sucessivos ou a profundidade entre dois vales de onda sucessivos e a amplitude mede a altura de um pico de onda ou a profundidade de um vale de onda. Quanto maior é a frequência, mais pequeno é o comprimento de onda e vice-versa. São inversamente proporcionais. A frequência de um espectro electromagnético vai do mais pequeno ao maior por esta ordem: ondas de rádio, microondas, infravermelhos, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gamam. Tudo isto é luz em diferentes comprimentos de onda. A luz visível (cujo espectro é: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, violeta) é uma onda electromagnética de alta-frequência (o comprimento de onda é de 40 a 70 milionésimos de centímetro) mas não tão alta como os raios X que têm uma frequência tão alta que até interagem com as moléculas, e que por isso são usados em tratamentos médicos. No outro extremo do espectro da luz temos as ondas de rádio que têm comprimentos de onda de até alguns centímetros até alguns quilómetros. As leis de Maxwell afirmavam que um corpo negro emitia radiação em qualquer comprimento de onda, por isso de acordo com esta teoria um corpo negro numa caixa fechada (como um forno) continha no seu interior, uma energia infinita, porque as ondas no interior do forno oscilavam com qualquer energia. Mas isso era absurdo. Um forno não podia conter no seu interior uma energia infinita, caso contrário já teria derretido o próprio forno. Max Planck estudou este fenómeno e chegou a uma explicação estupenda, que alterou toda a física que nesses tempos reinava.

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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 9th Fevereiro 2008, 22:12

Planck nasceu em Kiel (Alemanha), no dia 23 de Abril de 1858. No colégio que frequentava a sua habilidade para a matemática era tanta que quando o seu professor de matemática não comparecia na escola, era Planck quem o substituía. Prémio Nobel em 1918, presidente do instituto Kaiser Guilherme de Física, membro respeitado da academia de ciências, e inspirador da medalha Planck em 1929. Em 1885 foi nomeado professor de física teórica na universidade de Kiel, mas 4 anos mais tarde passava a ocupar a cátedra de física teórica na universidade de Berlim, que era um dos seus sonhos e na qual chegou a ser reitor desde 1913 a 1915. Entre outras coisas Planck estudou um ramo do hinduísmo chamado vedanta durante muitos anos, e gostava do alpinismo tal que aos 62 anos escalou o monte suíço Jngbrau com cerca de 4.000 metros. Apesar destes feitos Planck teve pouca sorte na sua vida. Teve 5 filhos em dois casamentos. Um deles morreu na primeira guerra mundial e o outro seria abatido por agentes da GESTAPO por suspeita de haver participado num plano de atentado contra Hitler. A sua casa em Berlim seria destruída por as bombas dos aliados em 1944 destruindo-lhe a sua preciosa biblioteca onde guardava inclusive os seus estudos.
No dia 14 de Dezembro de 1900, Planck anunciou na Sociedade Berlinense de física, que a energia radiante não é emitida nem absorvida continuamente, mas sim em diminutas porções discretas, de grandeza proporcional à frequência da radiação. Era uma autentica revolução na física que até então se baseava em fenómenos contínuos. Isso custou muito a Planck porque na verdade ele acreditava na física clássica e causou-lhe um desgosto muito grande, ser ele quem a contradizia. Planck descobriu que a radiação que um corpo negro emite, não é contínua como se pensava, mas sim que ocorre em pequenos pacotes discretos a que chamou quantum (no singular) e que os quanta (no plural) eram constituídos por radiação electromagnética. O termo quantum significa «uma quantidade» ou «montante discreto». Isso significava que a energia era granular e não contínua pois era radiada em quantidades bem definidas. Os pacotes de quanta existiam somente em energias completas e qualquer oscilação entre essas duas energias eram automaticamente canceladas. A energia aparentemente infinita tornava-se finita dentro de um forno. A energia de um quantum é dada por E=hv (onde v é a frequência da radiação e h a constante de Planck). A constante de Planck que exprime essa ideia é conhecida por a letra (h) e é (h=6,6261x10-27 erg/s). Esta constante é o valor da energia de um quantum mais baixa. Um quantum não pode ter uma energia mais baixa do que esta e somente pode ser proporcional a este valor em inteiros. Por exemplo, um corpo negro pode emitir a energia em quantum h0 ou h1 ou h2 ou h3, etc... mas nunca pode emitir em h1/2 ou h1/8 ou h1/32 ou mesmo h1.4. Só pode existir radiação de um quantum em h0 ou múltiplos deste valor. Toda a radiação que não seja emitida em inteiros de h, não são permitidas e são automaticamente canceladas. Esta descoberta iria ditar o principio da física quântica. Planck morreria mais tarde a 3 de Outubro de 1947 em Gottingen. A sua morte passaria despercebida. Cinco anos mais tarde outro génio chamado Albert Einstein iria reforçar o mundo dos quanta ao explicar como a luz podia se propagar por o vácuo, através do Efeito Fotoeléctrico por ele explicado. Planck explicou um dos dois problemas e deu a Einstein os quanta para ele explicar o outro.

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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 9th Fevereiro 2008, 22:13

Albert Einstein nasceu a 14 de Março de 1879 na cidade de Ulm (hoje, Wurttemberg) no sul da Alemanha numa família de origem judaica. Passou a sua infância em Munique onde o seu tio lhe ensinou os fundamentos da geometria enquanto ele aprendia sozinho matemática e ciências nas horas livres. Einstein levou muito tempo para aprender a falar e a sua família até chegou a pensar que ele tinha problemas mentais. Com 15 anos a sua família que passava por uma grande crise financeira mudou-se com ele para Milão, onde passado um ano Einstein abandonou a escola e foi para a Suíça terminar seus estudos. Na universidade de Zurique licenciou-se e doutorou-se em física e matemática. Naturalizou-se Suíço em 1902, altura em que casou com a sua primeira mulher, a húngara Mileva Maritsch. Deste tumultuoso matrimónio teve 2 filhos. Um deles entregou secretamente para adopção e o outro viria mais tarde a sofrer de esquizofrenia. Com a sua segunda mulher teve um filho que se tornou professor de engenharia em Berkeley. Einstein era uma pessoa fria no que dizia respeito à sua vida familiar. Nunca se preocupou com as suas mulheres nem com os seus filhos. Quando Mileva se encontrava a morrer (vítima de um esgotamento ao lidar com os ataques esquizofrénicos do filho de ambos) Einstein nunca chegou a ir visitá-la ao hospital. Einstein arranjou emprego como oficial de terceira classe no departamento de patentes da universidade da cidade de Berna, onde nas horas livres começou a pensar nas teorias que mais tarde iriam abalar a nossa visão do universo.
Pode-se considerar que Einstein foi um dos maiores génios da história, somente eclipsado por Isaac Newton que mais parecia um "Deus" que um génio. Isaac Newton tinha proposto uma teoria que afirmava que a luz se comportava mais como partículas do que com uma onda. Einstein provou que essa afirmação de Newton estava correcta. O Efeito Fotoeléctrico trata da interacção da luz com os metais. Ao incidir-se um feixe de luz sobre uma superfície metálica limpa, os electrões (partícula subatómica que se encontra em praticamente todos os átomos) que constituem os átomos do metal desprendem-se e são ejectados para fora. O estranho era que a velocidade a que eram ejectados, quando banhados por um feixe de luz, era tanto maior quanto maior era a frequência desse feixe de luz que incidia sobre eles.
Os físicos achavam este fenómeno estranho porque achavam que devia ser a intensidade da luz e não a sua cor (frequência) a responsável por a velocidade (energia cinética) dos electrões ejectados. Mas estranhamente era a frequência a responsável por a velocidade dos electrões que se desprendiam. Quando se aumentava a intensidade do feixe de luz tudo o que conseguíamos era um maior número de electrões ejectados. Constatou-se também que para que os electrões se desprendessem do metal a frequência tinha que ser maior que um certo valor critico. Se fosse menor que esse valor critico não teríamos nenhum electrão ejectado porque lhes faltaria a energia necessária para abandonar os átomos do metal. Era realmente muito estranho. Era a cor do feixe de luz responsável por a energia cinética dos electrões e não a intensidade do feixe de luz. Mas Einstein em 1905 apoiado no trabalho de Planck, afirmou que talvez a luz não tinha um comportamento ondulatório mas sim corpuscular. Ou seja a luz era formada por partículas que se comportavam como uma onda. Einstein propôs que a luz era também formada por quanta, e que por isso não tinha uma natureza contínua mas sim que ocorria em pequenos pacotes discretos ou "balas" a que hoje chamamos os fotões. Quando acendemos uma lâmpada em casa, por exemplo, estamos a ser bombardeados (tal como tudo na sala onde acendemos a lâmpada) por biliões e biliões de pequenos pacotes de energia (fotões). A luz só nos parece contínua porque h é muito pequeno. Utilizando a teoria quântica de Planck, Einstein afirmou que os fotões (os quanta da luz) teriam que ter também uma energia mínima critica e que não era possível ter fotões com uma energia crítica mais baixa do que essa. Desta maneira a teoria corpuscular da luz explicava melhor o Efeito fotoeléctrico do que a teoria ondulatória da luz. Assim quando se banha uma superfície metálica com um feixe de luz, na verdade estamos a "disparar" biliões de fotões contra essa superfície. Se a frequência (energia) dos fotões for igual à energia de ligação dos electrões ao metal então o choque dos fotões terá a energia suficiente para desprender os electrões dos átomos que constituem o metal. Quanto maior a energia dos fotões mais energia cinética (a energia do movimento) ganham os electrões, e quanto mais energia cinética os electrões ganharem mais velocidade adquirem. Podemos ter a intensidade do feixe de luz aumentada até a um brilho ofuscante, mas se a frequência do feixe de luz não for maior do que o valor necessário para desprender os electrões, nenhum electrão saltará cá para fora.
Esta ideia levou muito tempo para ser aceitada por a comunidade científica (apesar de ser uma teoria lógica), porque havia muitas experiências que comprovavam a teoria ondulatória da luz. Tanto era assim que o físico experimentalista americano Robert Millikan devotou 10 anos da sua carreira a realizar experiências destinadas a provar que a hipótese de Einstein estava errada. Mas no fim de contas só veio confirmar que estava certa. Depois disto veio a verificar-se que em alguns casos o comportamento da luz pode ser explicado apenas em termos de partículas, enquanto que em outros casos o comportamento ondulatório é o mais válido. O Efeito Fotoeléctrico valeu a Einstein o prémio Nobel da física em 1921. Hoje sabe-se que a luz (e também toda a matéria) tem um comportamento dual. Numas experiências comporta-se como uma onda noutras como partículas. A teoria corpuscular explica muito bem os resultados negativos da experiência de Michelson-Morley. Como a luz é na verdade um enxame de fotões, não precisa de nenhum suporte para se mover no vácuo. As partículas não precisam de se propagar em nenhum suporte. Os fotões viajam desde as estrelas até à nossa retina sem usarem nenhum suporte que seria necessário se a luz fosse uma onda.

Na realidade o éter tinha sido um falso ídolo dos cientistas. De repente os físicos depararam-se com um mundo para o qual não tinham sido ensinados ou treinados. Os físicos encontravam-se confusos perante estes resultados novos. De facto emergia uma nova física que não tinha nada de semelhante com a física dos séculos anteriores. Einstein ainda provou que existiam muitos outros fenómenos bizarros nos bastidores desta nova física que aparecia no mundo da ciência. O quantum de Planck foi o rastilho para um século de grandes maravilhas da ciência da física, que mudariam a maneira como encarávamos o universo. Lord Kelvin, afinal de contas, estava enganado!

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Re: Livro de Física

Mensagem por Safra em 11th Fevereiro 2008, 17:23

* olhos cançados -ler no PC cança - *

O que eu achei como Leitor:

Muito bom o texto, atingiu seu objetivo de o texto ser divertido, justamente por ser narrado em modo contínuo, como uma história. Podendo ser artigo às massas.

O que eu achei como cético:

Um livro sem nome, é um livro duvidoso. XD

O que eu achei como redator:

Como o português PT difere do português BR, não me é dado o direito de ater-me com afinco em uma análise minusciosa, mas apenas recomendo uma maior coesão em certas passagens, e que evite o uso incorreto de expressões como: "mais pequeno" ou "menos maior", o certo nestes dois períodos seria o emprego de "menor". affraid

O que eu achei como físico:

O princípio da Complementariedade de Bohr está muito simples! Complique mais. Razz

Obs: * Após um skimming no texto*: Todo está simples! Complique mais TUDO! (Brincadeira XD)

O que eu achei em conjunto:

Continue escrevendo, além de contríbuir para a memória científica, presta uma motivação a novos interessados em física.

Continue podendo ter certeza que lerei seu livro. lol!
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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 11th Fevereiro 2008, 18:21

Safra2008 escreveu:* olhos cançados -ler no PC cança - *

O que eu achei como Leitor:

Muito bom o texto, atingiu seu objetivo de o texto ser divertido, justamente por ser narrado em modo contínuo, como uma história. Podendo ser artigo às massas.

O que eu achei como cético:

Um livro sem nome, é um livro duvidoso. XD

O que eu achei como redator:

Como o português PT difere do português BR, não me é dado o direito de ater-me com afinco em uma análise minusciosa, mas apenas recomendo uma maior coesão em certas passagens, e que evite o uso incorreto de expressões como: "mais pequeno" ou "menos maior", o certo nestes dois períodos seria o emprego de "menor". affraid

O que eu achei como físico:

O princípio da Complementariedade de Bohr está muito simples! Complique mais. Razz

Obs: * Após um skimming no texto*: Todo está simples! Complique mais TUDO! (Brincadeira XD)

O que eu achei em conjunto:

Continue escrevendo, além de contríbuir para a memória científica, presta uma motivação a novos interessados em física.

Continue podendo ter certeza que lerei seu livro. lol!
Obrigado Safra. Very Happy

O livro tem nome, só que não quero colocar aqui.
Quanto a usar menor tens razão. Depois de concluído terá que levar uma revisão por um profissional.
Quanto ao Principio de Bohr, não quis complicar porque acho que já é complicado por si mesmo. Como disse Bohr "quem não achar a mecânica quântica louca é porque não a compreendeu" lol!

Carlos Costa
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Re: Livro de Física

Mensagem por tig em 20th Março 2008, 12:59

Quando podemos comecar a falar com a editora? Wink
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Re: Livro de Física

Mensagem por delong em 20th Março 2008, 13:58

Ja penso TIG o fisica 2100 com um livro?
Nossa cara
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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 20th Março 2008, 15:19

Na realidade, meus amigos, este nem é um dos projectos em que tenho mais interesse. O livro encontra-se parado por agora, porque não tenho tido tempo para ele.
O meu maior projecto será uma revista do Física2100 que tentarei lançar em 2009 ou 2010, para os membros que a quiserem receber em casa. Este será talvez um dos primeiros fóruns que terá uma revista para os membros. Estou só a informar-me sobre preços e tudo o mais. Mas é claro que a revista não será gratuita, mas tentarei colocar um preço pequeno, só para pagar as despesas de produção. Ainda tenho muito para me informar... e só a lançarei quando o Física2100 tiver mais que 1000 membros. Wink

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Re: Livro de Física

Mensagem por delong em 20th Março 2008, 15:34

Otima e uma grande ideia carlos
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Re: Livro de Física

Mensagem por tig em 20th Março 2008, 18:18

Muito à frente sim senhor Wink
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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 21st Março 2008, 01:03

tig escreveu:Muito à frente sim senhor Wink
Depois de fazer uma simulação a saber quantos membros querem assinar a revista, vejo se os lucros suplantam os gastos de produção. É claro que precisamos de ter centenas ou milhares de membros no fórum, para se poder fazer isso. Wink
Se os lucros forem bons, já posso até pagar a físicos profissionais, para escreverem artigos na revista. Smile
Mas mais lá para a frente, pensarei melhor nisso. Wink

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Re: Livro de Física

Mensagem por G. Grivott em 7th Setembro 2008, 16:33

Podes contar comigo nesta sua empreitada. Eu também penso em escrever um livro, mas ainda não passei da idéia para o papel.

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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 7th Setembro 2008, 18:15

Eu tenho o meu livro numa pen-disk armazenado. Mas já não pego nele à 3 anos...! Estou agora virado é para criar uma revista de física.

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Re: Livro de Física

Mensagem por G. Grivott em 10th Setembro 2008, 04:29

Carlos Costa escreveu:Eu tenho o meu livro numa pen-disk armazenado. Mas já não pego nele à 3 anos...! Estou agora virado é para criar uma revista de física.

Será um prazer te ajudar, se tiveres interesse é claro.

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Re: Livro de Física

Mensagem por Carlos Costa em 10th Setembro 2008, 17:18

G. Grivott escreveu:Será um prazer te ajudar, se tiveres interesse é claro.
Se estiveres interessado, posso enviar-te uma cópia por correio, para completares o livro. Ficaria um trabalho de nós os dois. Como eu sozinho já não tenho motivação, a tua ajuda seria preciosa. Wink

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