2005, Ano Internacional da Física

Apresentação em tema: "2005, Ano Internacional da Física"— Transcrição da apresentação:

1 2005, Ano Internacional da Física
Proposta da Sociedade Europeia de Física, 2000 IUPAP, 2002 UNESCO, 2003 ONU, 2004

2 Contributo para o conhecimento, cultura e avanço civilizacional
Disciplina determinante no desenvolvimento científico e técnico e, portanto, no desenvolvimento económico Importância nos novos campos de C&T, como a nanotecnologia, a tecnologia de informação, a biotecnologia

3 Papel vital na busca de um modelo de desenvolvimento sustentado que inclua a conservação do ambiente, a obtenção de fontes de energia limpas, preocupações com a saúde pública, com a segurança, etc. Centenário do annus mirabilis na produção científica de Albert Einstein

4 1905, o ano mágico! Março de 1905 – Efeito fotoeléctrico
Maio de 1905 – Movimento browniano Junho de 1905 – Teoria da Relatividade I Setembro de 1905 – Teoria da Relatividade II Tese de doutoramento sobre movimento browniano

5 Einstein, Um homem no espaço e no tempo
Nasceu em 1879, em Ulm, Alemanha Frequentou o Escola Politécnica de Zurique, a partir de 1896 Casou com a colega Mileva Maric em 1903; teve três filhos Doutoramento em 1905 Trabalhos sobre efeito fotoeléctrico, movimento browniano e teoria da relatividade em 1905 (annus mirabilis)

6 Professor em Berna 1908 Professor em Zurique 1911 Professor em Berlim 1914 Trabalho sobre a Teoria da Relatividade geral, radiação e mecânica estatística em 1916 Trabalhos sobre teoria do campo unificado, interpretação probabilística da mecânica quântica, mecânica estatística (teoria quântica do gás monoatómico) , probabilidades de transição atómicas, cosmologia relativista Divorcia-se de Mileva e casa com a prima Elsa Löwenthal em 1919 Prémio Nobel da Física em 1921 Professor em Princeton 1933 Morre em Princeton, EUA, em 1955

7 Einstein no nosso ensino básico e secundário
Ensino básico: energia nuclear Ensino secundário: efeito fotoeléctrico - Química 12º ano

8 Física Moderna no Ensino secundário situação actual…
Física: inexistente Química: - efeito fotoeléctrico - estrutura atómica - spin

9 Física Moderna no Ensino secundário … e o que está anunciado
12º ano Física Mecânica Electromagnetismo Física Moderna

10 Novo programa de Física do 12º ano
[Graça Ventura, Esmeralda Cardoso, Mª Conceição Almeida Sousa Rogério Nogueira, José António Paixão, MF] Conteúdos Total de aulas 1. Mecânica da partícula 1.1- Cinemática e dinâmica da partícula em movimentos a mais que uma dimensão 1.2- Movimentos sob a acção de uma força resultante constante 1.3- Movimentos de corpos sujeitos a ligações 14 2. Movimentos oscilatórios 4 3. Centro de massa e momento linear de um sistema de partículas 5 4. Mecânica de fluidos 5.1. Hidrostática 5.2. Hidrodinâmica 8 5. Gravitação 35 Unidade I − Mecânica Conteúdos Total de aulas 1. Campo e potencial eléctrico 1.1 Lei de Coulomb e campo eléctrico 1.2 Energia e potencial eléctrico 10 2. Circuitos eléctricos 2.1 Corrente eléctrica 2.2 Trocas de energia num circuito eléctrico 2.3 Equações dos circuitos eléctricos 8 3. Acção de campos magnéticos sobre cargas em movimento e correntes 5 23 Unidade II − Electricidade e Magnetismo

11 Olá tio Albert! Unidade III − Física Moderna Conteúdo aulas
1. Relatividade 1.1 Relatividade galileana 1.2 Relatividade einsteiniana 8 2. Introdução à física quântica 6 3. Núcleos atómicos e radioactividade Total de aulas 20 Olá tio Albert!

12 Sumário: - Teoria da relatividade - Introdução à física quântica - Núcleos atómicos e radioactividade

13 Física em acção 1. Efeito fotoeléctrico Olá tio Albert! Sensores
Automatismos Dispositivos de segurança Olá tio Albert!

14 Efeito fotoeléctrico Explicação de Einstein introduz o conceito de quantum de radiação electromagnétcica

15 2. Movimento browniano Física em acção Olá tio Albert! Seguros, banca
Bolsa Marketing Olá tio Albert!

16 3. Teoria da relatividade I (o espaço, o tempo, e tudo isso!)
Física em acção GPS Olá tio Albert!

17 Einstein Newton Maxwell Galileu Kepler

18 Electricidade e magnetismo
Campo magnético Campo eléctrico Indução electromagnética

19 Todos os pontos do espaço têm um relógio Postulados da Relatividade
As leis da física são as mesmas em todos os referenciais de inércia A velocidade da luz é a mesma em todos os referenciais de inércia

20 A simultaneidade é relativa

21 O comprimento depende do referencial!
cabeça: 0,35 m cauda: 0,1 m comprimento: 0,350,1 = 0,25 m Uma medida errada Olhemos para a cabeça: 0,35 m (esperemos um pouco) Olhemos a cauda: 0,25 m Comprimento:0,35-0,25=0,1 m O comprimento depende do referencial!

22 depende do referencial!
A velocidade da luz é a mesma em todos os referenciais de inércia O intervalo de tempo depende do referencial!

23

24 Dilatação do tempo Contracção do espaço

25

26 4. Teoria da relatividade II (a massa, a energia e tudo isso!)
Física em acção Produção de energia eléctrica Medicina Olá tio Albert!

27 Massa do átomo < massa do núcleo + massa do electrão
Massa do núcleo < massa dos protões + massa dos neutrões

28 Energia de ligação por nucleão

29 Fusão nuclear Fissão nuclear

30 5. Teoria da Relatividade GERAL

31 ARQUITECTURA DO UNIVERSO
Via Láctea (>109 estrelas) 1 ano-luz = 9,460 1012 km

32 espaço tempo 10−2 cm 102 km 1 s 102 anos 10−5 cm 1013 km 10−5 s
mínimo MÁXIMO Homem primitivo 10−2 cm 102 km 1 s 102 anos Início do séc. XX 10−5 cm 1013 km 10−5 s 104 anos Início do séc. XXI 10−18 cm 1023 km 10−22 s 1010 anos

33 Carta ao Presidente dos EUA, Agosto 1939

34 Estratégias para o ensino secundário
Princípio de inércia de Galileu (11º ano) Experiências mentais que respeitam os postulados Apresentação de E=mc2 Radiação do corpo negro (Física, 10º ano) e efeito fotoeléctrico (Química, 10º ano) Explicação de Einstein do efeito fotoeléctrico Átomo de Bohr Fundamentos da Mecânica Quântica