A Física Moderna

Muitos ignoram e, mesmo sem ter conhecimento ou perceber, os fenômenos e leis da física são aplicados no dia a dia, desde a descoberta do fogo, arco e flecha, experiência com barra de âmbar e pedaço de seda da eletricidade estática, teste com eletroscópio, visualização das estrelas, criação da máquina a vapor, motor à explosão, proporcionando a criação dos automóveis, o ato de acionar um interruptor, sistemas de refrigeração, construções de pontes, edifícios, geração de energia elétrica pelos diversos meios, ouvir músicas, sistemas de transmissões  de dados, sistemas computacionais, aplicação de sistemas para diagnóstico e cura de doenças, lançamentos de satélites, naves espaciais, submarinos e porta-aviões de propulsão nuclear.

Uma infinidade de atos que realizamos no dia a dia só é possível devido à aplicação de descobertas no campo da Física, feito por cientistas que certamente, sem suas descobertas, o mundo poderia ser diferente. Possivelmente, outros, em outros lugares, poderiam ter descoberto, no entanto não podemos afirmar onde nem quando.

Alguns destes feitos, seus mentores e aplicações seguem abaixo. Eles não estão indicados por grau importância, e sim, por ordem cronológica. Alguns não estão inclusos nesta galeria, pois se encontram citados neste site, nas páginas de Física Clássica e Física Quântica e no artigo Física no Brasil.

André Marie Ampere: Físico e matemático Francês, nascido em 1775 e falecido em 1836. Descobriu os efeitos de cargas elétricas na unidade de tempo, tendo sido denominada corrente elétrica, cuja unidade, no sistema internacional, é Ampere.

1 A (um Ampere) corresponde à carga de 1 Coulomb no tempo de 1 segundo. Tem aplicação fundamental nos campos da eletricidade, eletrônica, eletromagnetismo, medicina, em aparelho desfibrilador.

O aparelho utilizado para medir corrente elétrica é denominado amperímetro.

 

 

 

 

Georg Simon Ohm: Físico e matemático alemão, nascido em 1789, falecido em 1854. Foi criador da teoria que formula a condução elétrica nos circuitos elétricos, originando a conhecida Lei de Ohm, na qual a resistência elétrica é a razão entre a voltagem e a corrente elétrica em um circuito elétrico.

Tal lei é amplamente aplicada aos circuitos elétricos de corrente contínua. A resistência elétrica tem grande influência no campo da eletricidade, pois ela se opõe à passagem da corrente elétrica, transformando parte da energia elétrica em calor, sendo aplicada para sistemas de aquecimento d’água, ambiente e em eletrodomésticos. No entanto, para transmissão de energia elétrica, por razão da resistência elétrica, perde-se em torno de 20% ( vinte por cento) dela.

Circuitos elétricos simples de corrente contínua

 

 

 

 

 

Joseph Henry: Físico norte-americano, nascido em 1797, falecido em 1878. Foi descobridor do eletromagnetismo e do fenômeno de indução eletromagnética ou autoindutância, criando um campo magnético interno no indutor, provocado pela passagem da corrente elétrica, produzindo a reatância indutiva.

Para o circuito em corrente alternada, corresponde à resistência elétrica na corrente contínua. Em seus experimentos, comprovou o surgimento de tensões induzidas, como aplicadas nos transformadores elevadores e rebaixadores, que permitem que tensões geradas com altas voltagens, nas grandes geradoras de energia elétrica, possam ser reduzidas para aplicações em sistemas que requerem baixa tensão. A unidade de indutância elétrica, no sistema internacional, é denominada Henry.

 

 

 

 

James Clerk Maxwel: Físico britânico, nascido em 1831 e falecido em 1879. Foi responsável pelo desenvolvimento da teoria do eletromagnetismo, associação da eletricidade com o magnetismo e estudou dentro do campo da ótica física. Propôs que os campos elétricos e magnéticos se propagam na velocidade da luz, não sendo possível sua visualização pelo olho humano, deslocando-se no ar e espaço. Tal comprovação foi feita posteriormente pelo físico alemão Heinrich Hertz. Seus estudos tiveram e têm grande importância para a humanidade, nas aplicações de ondas eletromagnéticas, permitindo comunicações sem fio, som e imagens, encurtando distâncias nas telecomunicações, com rapidez e baixos custos, por não necessitar de meios sólidos para propagação. As aplicações são diversas, incluindo fornos de micro-ondas, telefonia móvel, radares, transmissões de rádio e tevê, ressonância magnética etc.

 

 

 

 

 

Nicola Telas: Físico nascido onde se encontra a atual Croácia, no ano de 1856  e falecido em 1943. Desenvolveu os princípios de geração e transmissão de corrente alternada, permitindo a superação de longas distâncias entre o ponto de geração e ponto de consumo de energia.

Para sistemas industriais, utilização comercial, hospitais, residências, sua descoberta sofreu grande resistência, tendo em vista Thomas Edson assustar a população dizendo que, pelo fato de ser gerada em altas tensões, era extremamente perigosa para a vida humana, criando na época a chamada guerra das correntes. Thomas Edson defendia o uso da corrente contínua, que possuía baixas tensões com menos riscos ao ser humano, porém com limitações de distância entre a fonte de geração e consumo. Com a utilização de transformadores, Nicola Telas conseguiu fazer com que a energia gerada nas usinas pudesse ser transmitida  em altíssimas tensões, na ordem de valores de 500 kV (quinhentos kilo Volts), 230 kV (Duzentos e trinta Kilo Volts), 138 Kv (cento e trinta e oito kilo Volts), 69 Kv (sessenta e nove kilo Volts). E, através de subestações, com uso de transformadores, tais tensões fossem rebaixadas para valores aplicáveis aos consumidores com riscos minimizados, permitindo que países, como o Brasil, tenha pontos de geração de Norte a Sul conectados.

Não podemos imaginar o mundo moderno sem a utilização de energia elétrica.  Nicola Telas venceu a dita guerra das correntes, no entanto terminou seus dias isolado e pobre em um quarto de hotel em Nova York. A seguir imagens de adventos proporcionados pela descoberta de Nicola Telas.

 

 

 

 

 

Heinrich Hertz: Físico alemão nascido em 1857 e falecido em 1894. Demonstrou a existência do fenômeno de radiação eletromagnética, constatando que ela se desloca no vácuo com a velocidade da luz, conforme proposta por James Maxwel. Tal fenômeno é aplicado no campo da Física Ótica.. Hertz estudou engenharia durante dois anos, no entanto seu interesse pelos estudos científicos o levou ao estudo da Física. Desenvolveu trabalhos no campo da energia cinética da eletricidade. Sua descoberta permitiu a aplicação do que chamamos frequência que possibilita, através do fenômeno da ressonância, envio de dados por transmissores e convertidos por receptores através de sintonia, convertendo dados conduzidos pelas ondas de frequência em som e imagens, aplicadas em aparelhos de rádio, televisão. viabilizando muitas atividades e melhorando a vida da humanidade. Algumas aplicações que utilizam aplicações da descoberta de Hertz são:

 

 

 

 

 

Marie Curie (Manya Sklodowska Curie): Física nascida em Varsóvia em 1867 e falecida em 1934. Foi a primeira mulher ganhadora de um prêmio Nobel. Estudou em Paris, casando-se com o também físico Pierre Curie. Marie Curie estudou e  isolou elementos radioativos desconhecidos na época que denominou como polonie rádio. Faleceu por ação dos elementos radioativos aos quais se expunha. Foi a responsável pela descoberta do que conhecemos como raio “X”, muito utilizada na medicina para identificação de fissuras ósseas, na odontologia para verificação de problemas dos ossos da face e dentição, na engenharia, em indústria naval, verificação de estruturas de equipamentos metálicos, usinas nucleares e equipamentos diversos. Desenvolveu aparelho de raio “ X”. Entre as aplicações de sua descoberta, encontram-se aparelhos convencionais de raio “ X” e tomografia computadorizada.

Ilustrações sobre descoberta da Madame Curie.

 

 

 

 

 

Ernest Rutherford: Físico nascido na Austrália em 1871 e falecido em 1937. Cientista importantíssimo no conhecimento e desenvolvimento dos fenômenos da radioatividade, por ser físico experimental, tendo suas pesquisas sendo muito importantes nas aplicações, que permitiram a construção das armas atômicas, usinas nucleares e medição de tempo por radioatividade.

 

Antoine Henri Becquerel: Cientista francês, viveu entre 1852 e 1908. Descobriu os efeitos da radioatividade a partir de cristais de urânio em 1896, tendo sido agraciado com o prêmio Nobel de Física em 1903, junto ao casal Marie Curie e Pierre Curie, no entanto, coube a Ernest Rutherford, pelo interesse sobre o assunto, descobrir em seus estudos que emissões radioativas de urânio são constituídas por dois componentes que ele denominou raios alfa e beta. Posteriormente, comprovou a natureza de cada componente, compostos de partículas que se deslocam com alta velocidade. Demonstrou também que há um terceiro componente denominado raio gama. Suas descobertas contribuíram muito para aplicações na medicina e na engenharia.

Albert Einstein: Físico alemão nascido em 1879 e falecido em 1955. Considerado o físico mais respeitado dos tempos modernos, sendo o maior cientista do século XX. Por razão de perseguições na Alemanha mudou se para os Estados Unidos da América do Norte em 1933. É considerado o Pai da Física Moderna. Suas teorias revolucionaram o campo da física, principalmente a área da física nuclear e nos estudos da luz, sobretudo na postulação de que a luz possui massa, o que pode ser constatado pelo fenômeno da curvatura da luz no espaço, onde ela é desviada por astros de massas infinitas que se encontram no Universo, impedindo que estrelas distantes não possam ser visualizadas do nosso planeta.

Após as teorias de Isaack Newton, que revolucionou o campo da física e criou a mecânica clássica, Einstein foi responsável pela criação da Física Relativista formulando duas leis da relatividade: em 1905, a teoria da relatividade especial, que avalia as alterações de espaço e tempo, a partir dos deslocamentos à velocidade da luz, que são considerados invariáveis pelas teorias da mecânica clássica de Newton, podendo a teoria de Einstein ser comprovada  pelo fenômeno do paradoxo do tempo, quando de deslocamento efetuado a velocidades próximas à da luz; e a teoria da geral, de 1915, que pode considerada a lei gravitacional de Einstein.

As teorias de Einstein nos campos da luz proporcionaram grandes descobertas nos fenômenos fotoelétricos, assim com grande evolução no campo da física nuclear, aplicáveis para geração de energia com reatores nucleares, submarinos e porta-aviões com propulsão nuclear,  sistemas de transmissão de dados por fibra ótica a grandes velocidades, permitindo compartilhamento de informações e condução delas no espectro luminoso, sistemas a laser para diversão, avanço na eletrônica digital entre muitos, tais como abaixo:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Durante a Segunda Guerra Mundial, havia notícias que a Alemanha estava construindo a bomba atômica, tendo levado os Estados Unidos, com o apoio do Canadá e do Reino Unido, a acelerar o desenvolvimento para construção da bomba atômica, através do projeto Manhattan, colocando como responsável o Físico Robert Oppenheimer, nascido nos Estados Unidos da América do Norte em 1904 e falecido em 1967. No desenvolvimento das duas primeiras bombas atômicas, através do refinamento do urânio, quando da realização dos testes com sucesso, ele teria dito: “Eu me tornei a morte“, o que provavelmente demonstrava seu arrependimento.

As bombas foram lançadas durante a Segunda Guerra Mundial, no dia 6 de agosto de 1945, foi lançada a bomba na cidade de Hiroshima e, no dia 9 de agosto de 1945, lançada a segunda bomba na cidade de Nagasaki, também no Japão, tendo como consequência a rendição dos alemães e seu aliados, encerrando a segunda guerra. Esse desastre certamente  foi o de maior impacto no Planeta Terra. Lamenta-se profundamente que tenha sido necessário esse evento e que não volte a ocorrer outra vez.

Muitas nações na Terra possuem ogivas nucleares como estratégia bélica e se espera que os líderes dessas nações reflitam no sentido de só usarem as bombas para o bem, a exemplo de interceptar, no espaço, possíveis astros que possam colidir com a Terra, tal como aquele que extinguiu os dinossauros há cerca de 65,5 milhões de anos atrás. Por esta razão, são mantidos telescópios espaciais, observando para proteger nosso planeta.

 

 

 

 

 

Contato para palestras: gouveia-jorge@bol.com.br