Teorias da Física desenvolvidas a partir do século XX
A Física Moderna designa o conjunto de teorias físicas que surgiram no início do século XX. Essas concepções teóricas possibilitaram o desenvolvimento de estudos como a Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade.
A partir de proposições de físicos como Albert Einstein e Max Planck, os horizontes da Física Clássica foram ampliados, dando início à Física Moderna. Esse campo de estudo trouxe expressivas modificações no entendimento científico em relação a noção de espaço, tempo, medida, causalidade, simultaneidade, trajetória e localidade.
A Física moderna possibilitou a explicação de fenômenos de escalas minúsculas como escalas atômicas e subatômicas. Ela é aplicada também às velocidades muito altas, as quais não podem ser aplicadas as Leis de Newton, como velocidades muito próximas à velocidade da luz.
Conferências da Solvay, em 1927, sobre elétrons e fótons, onde a recente teoria quântica
foi discutida com as personalidades como Albert Einstein e Niels Bohr. (Foto: Pixabay)
História da Física Moderna
As teorias físicas existentes até o final do século XIX eram consideradas capazes de explicar todos os fenômenos físicos. A partir das primeiras décadas do século XX, percebeu-se que os conhecimentos vigentes não eram suficientes para explicar fenômenos como o efeito fotoelétrico e a radiação do corpo negro, por exemplo.
Desse modo, várias hipóteses foram levantadas, a partir das quais surgiram teorias que impactaram nos antigos conceitos de física. As teorias da Física Moderna tiveram início com o desenvolvimento de estudos como o espectro da radiação térmica, estudo que analisou a radiação emitida por corpos negros.
Foi o físico alemão Robert Kirchhoff quem desenvolveu o estudo da absorção e da emissão de calor, e quem descobriu que objetos de cor negra absorviam mais radiação.
Os estudos dessa área foram aprofundados por Max Planck, que em 1900 apresentou ao mundo, a Mecânica Quântica. Através da equação denominada Constante de Planck, que determina a energia de um fóton, o físico explicou o fenômeno causado pela intensidade de radiação emitida pelo corpo negro.
Cinco anos mais tarde, Albert Einstein desenvolveu teorias que revolucionaram os conceitos existentes na área de física. Em uma das teorias, ele explicou a misteriosa trajetória de partículas sobre a água parada; em outra se dedicou a explicar o efeito fotoelétrico, no qual a geração de eletricidade a partir da luz varia conforme a sua frequência. Einstein lançou ainda, a Teoria da Relatividade que explica que o tempo e o espaço dependem do referencial adotado para observação.
A Física Moderna apresentou concepções que proporcionaram uma revolução no conhecimento científico. Ela trouxe contribuições importantes para o desenvolvimento da eletrônica, das telecomunicações, da medicina, dentre outras áreas.
Principais descobertas da Física Moderna
A Física Moderna possibilitou uma série de descobertas importantes para a compreensão da estrutura da matéria e sobre a natureza da luz. Além disso, explorou a natureza do mundo microscópico e as grandes velocidades relativísticas, trazendo explicações para fenômenos físicos que antes desconhecidos.
Radiação do corpo negro
Através das hipótese da quantização da energia das ondas eletromagnéticas emitidas pelos corpos negros, Max Planck apresentou a solução para a radiação do corpo negro. Max Planck se aprofundou nos fenômenos relacionados à radiação térmica e desenvolveu uma equação pela qual explicou o fenômeno que a intensidade de radiação emitida pelo corpo negro causava.
Efeito fotoelétrico
O efeito fotoelétrico foi um fenômeno que só obteve explicação satisfatória a partir dos estudos desenvolvidos por Albert Einstein. Através da ideia de Max Planck, Albert Einstein expandiu a teoria de quantização de energia da radiação de corpo negro para qualquer tipo de radiação, firmando, assim, a noção de dualidade onda-partícula.
Relatividade geral
A relatividade geral foi desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein. Segundo essa teoria, corpos massivos, como planetas e estrelas, são capazes de deformar a organização ou o relevo, do espaço-tempo. Essa deformação, por sua vez, origina gravidade. Essa teoria é uma teoria mais completa que inclui os efeitos da gravitação na Teoria da Relatividade Especial, que define o tempo-espaço como uma variedade de 4 dimensões, três espaciais e uma temporal.
Modelos atômicos
As concepções sobre a estrutura atômica receberam diversas contribuições ao longo da história. Elas passaram por mudanças ao longo do tempo, mas algumas das propostas que possibilitaram a compreensão sobre os átomos e a matéria, vieram com a Física Moderna.
Físicos como De'Broglie, Heisenberg e Schröedinger deixaram sua contribuição para os estudos sobre o átomo e a matéria. Louis De’Broglie defendeu que as partículas possuíam ondas de matéria, propriedade que explicaria o comportamento dual dos elétrons.
Werner Heinsenberg também deixou sua contribuição para o estudo do núcleo atômico. Ele propôs o princípio da incerteza, advertindo que não seria possível determinar, ao mesmo tempo e com total precisão, a posição e a quantidade de movimentos das partículas quânticas. Já Erwin Schröedinger, conseguiu determinar as regiões mais prováveis de se encontrar um elétron em volta do núcleo atômico.