Curso: Experimentos Básicos de Física Moderna

Professor: Vitor Luiz Bastos de Jesus (PUC-Rio)

Objetivos:
Desenvolver, através de uma série de experimentos clássicos, um quadro conceitual sólido dos conceitos básicos da Física Moderna, apoiado na percepção e vivência diretas destes conceitos por parte dos profissionais que atuam no Ensino Médio.

Ementa:
I. Efeito fotoelétrico: 
a descoberta deste efeito foi de importância fundamental para o desenvolvimento da Física neste século, principalmente pela dificuldade em se explicar o fenômeno no contexto da Física Clássica. Estendendo a hipótese quântica de Planck para a luz, Albert Einstein publicou em 1905 uma teoria que explicava de maneira simples o efeito fotoelétrico. Foi principalmente por esta contribuição que Einstein foi agraciado em 1921 com o Prêmio Nobel de Física. O equipamento a ser
utilizado, além de facilitar a observação do efeito fotoelétrico, permite medir, com grande precisão, o valor da constante de Planck.
II. Medida da velocidade da luz: 
medição da velocidade da luz pelos métodos clássicos e pioneiros de Newcomb e Michelson. Uso de um feixe de laser para transmitir informação através da modulação de vídeo ou audio. Havendo disponibilidade de tempo, outros tópicos serão também abordados: das propriedades da luz emitida por laser, à holografia, vários experimentos introdutórios poderão ser feitos utilizando acessórios como lentes, espelhos, prismas, divisor de feixe, rêde de difração, filtros coloridos, filtros polarizadores, holograma, fibra ótica, e outros.
III. Medida da razão carga/massa do elétron: 
o aparato a ser utilizado neste curso reproduz uma das versões do experimento pioneiro de J.J. Thomson, que em 1897 descobriu o elétron ao mostrar que os raios catódicos, misteriosos até então, eram na realidade partículas carregadas negativamente. Por esta descoberta, e por seus estudos sobre descargas elétricas em gases, Thomson recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1906. O equipamento que será utilizado, além de permitir uma medida precisa da razão entre a carga e a massa do elétron, é adequado também para um estudo mais geral sobre o comportamento desta partícula na presença de um campo magnético.
IV. Experimento de Milikan das gotas de óleo: 
medida da carga do elétron utilizando aparato semelhante, em suas características básicas, àquele usado em 1909 pelo físico norte-americano Robert A. Millikan, em seu famoso experimento com gôtas de óleo. Com a medida da carga do elétron, Millikan demonstrou experimentalmente a natureza quântica da eletricidade. Por esta contribuição, e por suas investigações experimentais sobre o efeito fotoelétrico, Millikan foi premiado, em 1923, com o Nobel de Física.
V. Medidas de temperatura e correntes críticas em supercondutores: 
medida comparativa de temperaturas e correntes críticas em supercondutores à base de ítrio e bismuto. Demonstração do Efeito Meissner, Levitação e Efeito Josephson inverso. 

Bibliografia:
O curso será completamente prático. Cada experimento será realizado em uma sessão de três horas.