Se buscarmos o significado de física moderna na internet e encontrarem diversos resultados. Atualmente, a física moderna constitui-se da física desenvolvida no século XX, quando vários cientistas demonstraram que essa ciência não era estagnada. A física fundada até o fim do século XIX tornou-se limitada após a descoberta de novas teorias como a teoria da relatividade proposta por Einstein, a física quântica inicializada com Max Planck e a física nuclear descoberta por Henri Becquerel no início do século XX. A esse envoltório damos o nome de física moderna.
Sabemos que a teoria da relatividade é um assunto muito importante, porém, ainda restrito a pesquisas e trabalhos experimentais.
O estudo da física moderna possui alguns resultados que têm como temas que a matéria e energia são equivalentes, o tempo e espaço dependem do referencial, a estudo da mecânica quântica e o princípio de incerteza de Heisenberg.
1°) Matéria e energia são equivalentes
Matéria é tudo que contém massa e ocupa espaço, podendo ser líquida, sólida ou gasosa. Pode-se considerar também que, a matéria é uma grande quantidade de energia organizada. Exemplo disso são as usinas nucleares e as bombas atômicas, uma vez que, elas utilizam a energia contida em pequenas quantidades de matéria.
Existe uma fórmula criada por Einstein que demonstra essa equivalência que é: E = mc², onde E é a energia em Joules (J), m é a massa em Kg e c é velocidade da luz que equivale a 3,0 x 108 m/s.
2°) Tempo e espaço dependem do referencial
As medidas de tempo e espaço diferem de um ponto para outro ou de uma pessoa para outra, ou seja, elas não são iguais para todos. Um exemplo disso seria o personagem Flash. Onde ele se move a uma velocidade maior do que a velocidade da luz, dilatando o tempo e comprimindo o espaço em relação a outro observador que se encontra em repouso. Atualmente, existem satélites integrados com o sistema GPS que são capazes de corrigir o horário do relógio devido aos efeitos da relatividade.
3°) O estudo da mecânica quântica
A mecânica quântica tem esse nome devido ao fato de conseguir prever um fenômeno conhecido como quantização. Aqui existe a relação equivalente entre matéria e energia e a relação tempo e espaço. Um exemplo seria um elétron orbitando em torno de um núcleo positivo. Aqui, a mecânica quântica prevê a quantização da energia do elétron, fenômeno que é oposto ao previsto pela teoria clássica.
A mecânica quântica fornece informações precisas para diversos fenômenos que aparentemente, parecem inexplicáveis, como por exemplo, a radiação de corpo negro. Alguns efeitos específicos da teoria quântica não são somente perceptíveis em sistemas microscópicos, como por exemplo, a superfluidez e a supercondutividade da matéria, quando considerado um comportamento quântico.
4°) O princípio da Incerteza de Heisenberg
Uma descoberta da mecânica quântica foi que a precisão de definição da velocidade de uma partícula é inversamente proporcional a precisão de identificação de sua posição e vice-versa. O motivo disso são os erros de medição, ou seja, é uma lei da natureza. Simplificando, podemos dizer que, esse é o princípio da incerteza de Heisenberg.
Atualmente, a física moderna passa por um grande desafio que é formular teorias que agrupem a mecânica quântica e a relatividade de Einstein, através de uma espécie de Teoria do Tubo que possui como base o entendimento de todos os fenômenos do universo.
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