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sexta-feira, 5 de abril de 2019

Catástrofe do Ultravioleta

A abordagem clássica era a seguinte : supunha-se que a emissão de radiação era proveniente da vibração de cargas elétricas no interior da matéria. Assumia-se que tais cargas vibravam com diferentes frequências e que a variação na intensidade relativa de cada uma dessas frequências deveria ser a responsável pelo espectro observado. Supunha-se posteriormente que se tinha um número grande de partículas oscilando, tendo essas partículas todas as frequências possíveis e estando em equilíbrio térmico. Buscava-se então qual distribuição de intensidades entre as partículas satisfaria essas hipóteses.   Resultado era catastrófico. Nos casos estudados , as previsões da teoria clássica eram de um espectro que apresentava uma intensidade da radiação crescente com o aumento da frequência , o que implicava uma densidade de energia infinita para altas frequências (conhecida pelo nome de catástrofe do ultravioleta"). Parecia evidente que algo estava errado e alguma solução precisava aparecer. A chamada hipótese de Planck , que finalmente resolveu o enigma da radiação de corpo negro, continha uma ideia simples , mas bastante poderosa. Planck sugeriu que a matéria absorve e emite energia de forma descontínua , em quantidade discretas, que denominou quanta (plural de "quantum" , do latim , que significa pacote). Esse postulado definia que  a energia E em cada "pacote" é proporcional à frequência "f" da radiação. Assim : E= hf   em que :

"E" é a energia emitida ou recebida.

"h" é a constante de Planck , com "h" = 6,63 x 10- (34) Js.

"f" é a frequência.

Utilizando essa hipótese, Planck foi capaz de obter um espectro para a radiação de corpo negro que se aproximava muito bem bem dos espectros medidos experimentalmente. O resultado obtido por Planck é certamente notável. Todavia, conta a história que ele mesmo passou mais de 10 anos tentando conciliar (sem sucesso) os seus resultados com a teoria clássica , só se convencendo da veracidade de sua hipótese após a explicação do efeito fotoelétrico dada por Einstein.

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