Recapitulação e sistematização do curso

Apresentação em tema: "Recapitulação e sistematização do curso"— Transcrição da apresentação:

1 Recapitulação e sistematização do curso

2 I. Interpretação das figuras
Na figura ao lado, pode se ver a formação de um par pósitron- elétron no campo de um elétron O elétron de recuo deixa um traço longo. O “V” invertido trata-se da produção de pares no campo nuclear – o recuo do núcleo não se observa. Emilio Segré, Nuclei and Particles, Benjamim, 1964, página 56.

3 Então o gama vem de cima para baixo na figura, cria um par no campo de um elétron e dá energia cinética a ele. O par se forma e logo sofre a ação do campo magnético e sai no caracol...o elétron ganha energia cinética e forma o traço! Mais para baixo está escrito "pair" que é formação de par e esse par se formou no campo de um próton ou de um nucleo. Raio gama

4 A produção de pares elétron-pósitron não pode se dar no espaço livre por causa do principio de conservação de energia e momentum; Deve haver um núcleo ou um elétron para haver balanço de energia e de momentum na transformação. O limiar de energia é 1,022MeV ( que é a soma de dois 511 keV de cada eletron); Se o núcleo recua parte da energia vai para esse recuo: é quando se vê o par (o “V” invertido). Se o elétron recua , tem a formação do par e o recuo do eletron ( triplet)!

5 Tem também outros caracoizinhos que devem ser elétrons livres
Tem também outros caracoizinhos que devem ser elétrons livres...todos rodam para o mesmo lado...que bonitinho!

6 II. Massa e energia. (Adaptado de Física, volume 4, Ótica e Física Moderna, Paul Tipler, cap 34 Relatividade, páginas 164 a 167, terceira edição , Guanabara Koogan.) A energia E de uma partícula de massa de repouso m0 e quantidade de movimento (ou momentum) p pode ser expressa por: E2 = p2c2 + (m0c2)2

7 Esta equação, bastante útil, pode ser lembrada com facilidade através de um triângulo retângulo cuja hipotenusa representa E, e os catetos representam m0c2 e pc. Se a energia de uma partícula for muito maior que a energia de repouso m0c2, esse termo pode ser desprezado na equação acima e E ≈ pc para E » m0c2 Esta relação é uma relação exata entre energia e momentum para partículas que não tem massa própria (massa em repouso) como os fótons e os neutrinos.

8 A identificação do termo m0c2 como a energia de repouso não é apenas uma convenção. A conversão desta energia em energia cinética, com a correspondente perda de massa de repouso, ocorre em decaimento radioativo, reações nucleares e fusão nuclear, como pode ser visto mais adiante em alguns exemplos. Einstein considerava a equação E0 = m0c2 que relaciona a energia com a massa da partícula como o resultado mais significativo da teoria da relatividade. A energia e a inércia, que eram dois conceitos distintos, ficam assim relacionadas pela equação famosa de Einstein.

9 Exemplo 1- o dêuteron d: Um dêuteron é constituído por um próton e um nêutron ligados. É o núcleo do átomo de deutério, que é o hidrogênio pesado simbolizado por 2H. Qual a energia necessária para quebrar o dêuteron? Sabe-se que: a energia de repouso do próton é 938,28 MeV a energia de repouso do nêutron é 939,573 MeV a energia de repouso do dêuteron é 1875,628 MeV

10 a soma das massas do próton e do nêutron dá
938, ,57 = 1877,85 , que é maior que a massa de repouso do deuteron. Assim se tivermos um deuteron ( MeV) + x de energia poderemos separar em próton e nêutron. A energia de ligação do deuteron é 1877,85 – 1875,63= 2,22 MeV. Isto é se dermos ao deuteron de alguma forma...a energia de 2,22 MeV ele pode se separar em um próton + um nêutron.

11 Exemplo 2- fusão de trítio com deutério
Na fusão do trítio com o deutério para formar uma partícula α e um nêutron livre, isto é: na fusão 3H + 2H → 4He + n, qual a energia liberada nesse processo? Sabe-se que: a energia de repouso do dêuteron é 1875,628 MeV a energia de repouso do trítio é 2808,944 MeV a energia de repouso da partícula α é 3727,409 MeV

12 A massa do trítio mais a do deutério dará:
2808, ,628 = 4684,572 A massa do 4He mais a de um nêutron dará: 3727, ,573 = 4666,982 O primeiro membro tem mais energia que o segundo membro a diferença dá: 4684, ,982 = 17,590 MeV. Tudo isso de energia! Essa energia liberada na fusão ocorre no sol e é responsável pela energia que chega na Terra. Conforme vai ocorrendo a fusão a emissão de energia causa a diminuição da massa do Sol...a massa de repouso do sol vai diminuindo continuamente.

13 III. Forças Gravitacional: mais fraca – gráviton – atrativa e de longo alcance Eletromagnética: vezes mais forte que a gravitacional – fóton; Nuclear fraca: proposta por Abdus Salan e Steven Weimberg/ 1979 Abdus Salan e Sheldon Glasdow Nuclear forte: gluon -mantém os prótons e neutrons no nucleo

14 IV. Escolas Kopenhague: MECÂNICA QUÂNTICA
As forças e interações são transportadas pelas partículas Partículas grandes: forças de pequeno alcance Partículas pequenas: forças de longo alcance Partículas virtuais: não podem ser detectadas o efeito delas é mensurável:dão origem a forças entre partículas de matéria.

15 Outras escolas Relatividade geral (gravidade) única teoria que não considera a teoria quantica e o princípio da Incerteza= teoria Quântica da gravidade??? Campos e variação do campo em função do tempo PI. Oxford

16 1984 Teoria das cordas....

17 Marcelo Gleiser...outros...???
Quais são os caminhos da Física????

18 V. Esquema geral do curso por assunto

19 VI. Leitura recomendada
The New Physics for the twenty -first century, Ed. by Gordon Fraser, Cambridge University, 2006.