159 capítulos
Medium 9788521626886

Capítulo 8 - Física Estatística

Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO 8

Física Estatística

8-1

8-2

8-3

8-4

8-5

Estatística Clássica: Uma Revisão

Estatística Quântica

A Condensação de Bose-Einstein

O Gás de Fótons: Uma Aplicação da Estatística de

Bose-Einstein

Propriedades de um Gás de Férmions

O

mundo que experimentamos através dos sentidos é constituído por objetos macroscópicos, ou seja, sistemas muito maiores que as dimensões atômicas e que, por isso mesmo, contêm um grande número de átomos. Quando tentamos descrever as propriedades desses objetos a partir do comportamento dos

átomos, encontramos grandes dificuldades. Classicamente, o comportamento de qualquer sistema macroscópico pode, em princípio, ser analisado com detalhes a partir da solução das equações de movimento das partículas que o compõem e do conhecimento do estado de movimento das partículas em um determinado instante; na prática, porém, esta abordagem é totalmente inviável. Considere, por exemplo, como seria difícil estudar as propriedades de um litro de um gás nas CNTPs resolvendo simultaneamente as equações de movimento das 1022 moléculas que a amostra contém. Felizmente, podemos estimar os valores de muitas propriedades mensuráveis de um sistema macroscópico sem necessidade de estudar os movimentos de cada partícula. Para conseguir esse feito notável, aplicamos princípios gerais da física, como as leis de conservação da energia e do momento, a conjuntos formados por um grande número de partículas, ignorando os movimentos individuais dessas partículas, e determinamos o comportamento provável do sistema a partir de considerações estatísticas. A seguir, lançamos mão do fato de que existe uma relação entre o comportamento previsto e as propriedades mensuráveis do sistema. Esta forma de estudar o comportamento de sistemas macroscópicos é conhecida como mecânica estatística e normalmente surte bons resultados apenas se o sistema contém um número suficiente de partículas para que a teoria estatística clássica possa ser empregada.1

Ver todos os capítulos
Medium 9788521626886

Capítulo 7 - Física Atômica

Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO 7

Física Atômica

7-1

A Equação de Schrödinger em Três Dimensões

7-2

Quantização do Momento Angular e da Energia do

Átomo de Hidrogênio

7-3

As Funções de Onda do Átomo de Hidrogênio

7-4

O Spin do Elétron

7-5

Momento Angular Total e Interação Spin-Órbita

7-6

A Equação de Schrödinger para Duas (ou Mais)

Partículas

7-7

Estados Fundamentais dos Átomos: A Tabela

Periódica

7-8

Estados Excitados e Espectros dos Metais

Alcalinos

N

este capítulo, vamos aplicar a teoria quântica a sistemas atômicos. Para todos os átomos neutros, com exceção do hidrogênio, a equação de Schrödinger não pode ser resolvida exatamente. Apesar disso, foi no reino da física atômica que a equação de Schrödinger colheu seus maiores sucessos, já que os físicos sabem como descrever matematicamente a interação eletromagnética dos elétrons com outros elétrons e com o núcleo atômico. Com o uso de métodos aproximados e de computadores de alta velocidade, vários aspectos do comportamento de

Ver todos os capítulos
Medium 9788521626886

Capítulo 11 - Física Nuclear

Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO 11

Física Nuclear

11-1

11-2

11-3

11-4

11-5

11-6

11-7

11-8

11-9

A Composição do Núcleo

Propriedades dos Núcleos no Estado Fundamental

Radioatividade

Decaimentos Alfa, Beta e Gama

A Força Nuclear

O Modelo de Camadas

Reações Nucleares

Fissão e Fusão

Aplicações

A

primeira indicação da existência do núcleo atômico foi a radioatividade natural, descoberta por A. H. Becquerel1 em

1896. Depois de tomar conhecimento da existência dos raios X, que tinham sido observados por Roentgen no ano anterior, Becquerel decidiu investigar a possibilidade de que os minerais que exibiam a propriedade da fluorescência depois de serem expostos à luz solar também emitissem raios X. Para isso, utilizou a técnica simples de colocar uma amostra de um desses minerais, o sulfato duplo de urânio e potássio, em cima de uma placa fotográfica embrulhada em papel preto e expor o conjunto à luz solar no peitoril de uma janela. Nos primeiros experimentos, uma imagem da amostra apareceu na placa revelada, o que parecia indicar que o material realmente emitia raios X depois de ser exposto à luz. Em uma semana de tempo nublado, porém, uma amostra que tinha sido guardada em uma gaveta, sem ser exposta

Ver todos os capítulos
Medium 9788521626886

Capítulo 12 - Física de Partículas

Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO 12

Física de Partículas

12-1

12-2

12-3

12-4

12-5

Conceitos Básicos

Interações Fundamentais e Partículas Mediadoras

Leis de Conservação e Simetrias

O Modelo-padrão

Para Além do Modelo-padrão

S

e não levarmos em conta as especulações do filósofo grego

Demócrito (cerca de 460 a.C.-370 a.C) e a teoria atômica da matéria de Dalton (1808),1 a história da física de partículas começou com a descoberta do elétron por Thomson, em 1897 (veja a Seção 3-1). Em 1913, Rutherford descobriu o núcleo atômico e batizou o núcleo do elemento mais leve, o hidrogênio, com o nome de próton (veja a Seção 4-2). Quando os cientistas começaram a investigar elementos mais pesados, descobriram um fato curioso: a massa atômica aumentava mais depressa que a carga nuclear, embora ambas, aparentemente, fossem proporcionais ao número de prótons no núcleo. O problema foi resolvido em 1932, quando Chadwick descobriu o nêutron (veja a

Ver todos os capítulos
Medium 9788521626886

Capítulo 10 - Física do Estado Sólido

Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO 10

Física do Estado Sólido

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Estrutura dos Sólidos

Teoria Clássica da Condução de Eletricidade

Gás de Elétrons Livres nos Metais

Teoria Quântica da Condução de Eletricidade

Magnetismo em Sólidos

Bandas de Energia em Sólidos

Semicondutores Dopados

Junções e Dispositivos Semicondutores

Supercondutividade

A

s substâncias sólidas, em sua imensa variedade, vêm fascinando a humanidade há muitos séculos. Inovações tecnológicas na preparação e uso de metais e ligas metálicas mudaram o curso da história; a simetria e beleza dos cristais naturais sempre foram uma fonte de deslumbramento. Por outro lado, a explicação das propriedades dos sólidos a partir de primeiros princípios teve que aguardar o advento da mecânica quântica. Grande parte do progresso tecnológico ocorrido nos últimos cem anos resultou da aplicação da mecânica quântica ao estudo dos sólidos. Vamos examinar rapidamente alguns aspectos da estrutura dos sólidos na Seção 10-1 e, em seguida, concentraremos nossa atenção nas propriedades elétricas e magnéticas dos materiais.

Ver todos os capítulos

Visualizar todos os capítulos