A mecânica é uma das áreas fundamentais da física que se concentra no estudo dos movimentos e das forças que os causam. O surgimento da mecânica como disciplina científica remonta à antiguidade, quando filósofos gregos como Tales de Mileto, Anaximandro e Anaximenes começaram a se perguntar sobre as causas dos movimentos dos corpos celestes e da matéria em geral.
No entanto, foi somente no século XVII que a mecânica começou a se desenvolver como uma disciplina científica independente. O cientista inglês Isaac Newton é amplamente considerado como o “pai da mecânica” devido às suas contribuições fundamentais para o campo. Em sua obra seminal “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” (1687), Newton apresentou três leis do movimento, que ainda são consideradas como os pilares da mecânica clássica.
As leis de Newton fornecem uma descrição precisa do movimento dos corpos celestes e dos objetos terrestres, e foram usadas para desenvolver uma ampla variedade de teorias científicas, incluindo a mecânica celestial, a mecânica dos fluidos e a termodinâmica. Além disso, as leis de Newton foram fundamentais para o desenvolvimento da física quântica e da relatividade geral, dois dos campos mais importantes da física moderna.
A mecânica clássica de Newton, no entanto, não conseguia explicar alguns dos fenômenos observados na natureza, como a radiação eletromagnética e a estrutura dos átomos. Isso levou ao surgimento da mecânica quântica no início do século XX, que descreveu como as partículas subatômicas se comportam. A mecânica quântica revolucionou a física e tem aplicações em áreas como a física do estado sólido, a física nuclear e a física de partículas.
A mecânica quântica começou a se desenvolver no início do século XX, com trabalhos isolados de vários cientistas. Um dos primeiros trabalhos importantes foi o de Max Planck em 1900, que propôs que a energia de uma radiação eletromagnética não é contínua, mas sim discreta e quantizada. Isso significa que a energia só pode ser medida em “pacotes” ou “quanta”.
Em 1905, Albert Einstein publicou três trabalhos fundamentais, incluindo um que propôs que a luz pode ser considerada como uma partícula (fóton) e outro que forneceu uma explicação precisa da eletrodinâmica dos corpos em movimento (Efeito fotoelétrico). Esses trabalhos foram fundamentais para o desenvolvimento da mecânica quântica.
Outros cientistas, como Niels Bohr, Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger, também contribuíram significativamente para o desenvolvimento da mecânica quântica. Em 1913, Bohr propôs sua teoria atómica quantizada, que forneceu uma explicação precisa da estrutura dos átomos. Em 1925, Heisenberg propôs sua princípio da incerteza, que afirma que é impossível medir simultaneamente certas propriedades de uma partícula. Em 1926, Schrödinger desenvolveu sua equação de onda, que descreve como as partículas se comportam em um sistema quântico.
Esses trabalhos e outros similares foram fundamentais para o desenvolvimento da mecânica quântica como disciplina científica e têm implicações profundas em muitos campos da física, incluindo a física do estado sólido, a física nuclear e a física de partículas, bem como em áreas como a química, a informática e a tecnologia.
A mecânica quântica explicada: conceitos básicos e aplicações
A mecânica quântica é uma teoria científica que descreve como as partículas subatômicas, como electrões e protões, se comportam. Ela é uma extensão da mecânica clássica de Newton, que descreve o comportamento dos objectos macroscópicos, como carros e edifícios.
A mecânica quântica é baseada em princípios que são radicalmente diferentes da mecânica clássica. Por exemplo, a mecânica quântica afirma que a energia e o momento angular não são contínuos, mas sim discretos e quantizados. Isso significa que a energia só pode ser medida em “pacotes” ou “quanta”, e não pode ser varia de forma contínua.
Outro princípio importante da mecânica quântica é o princípio da incerteza de Heisenberg, que afirma que é impossível medir simultaneamente certas propriedades de uma partícula, como a posição e o momento. Isso é conhecido como o princípio da incerteza.
A mecânica quântica também descreve como as partículas se comportam em sistemas quânticos, como átomos e moléculas. Isso é feito usando a equação de onda de Schrödinger, que descreve como a função de onda de uma partícula se relaciona com sua energia e posição.