Objetivos para o ensino da Mecânica Quântica: o aluno ter contato com o conhecimento que se envolve nas tecnologias disponíveis no seu dia-a-dia. Metodologia: os alunos realizarão atividades de pesquisas, relatórios de experimentos virtuais e listas de exercícios. Terão aulas expositivas sobre o conhecimento científico conquistado pelo ser humano.
Organização das aulas
Aula
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Conteúdo da aula
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1.
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1: Pré-teste para verificação dos conhecimentos prévios sobre mecânica
quântica
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2.
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Introdução, com diálogo com os alunos para discutir sobre as concepções
da mecânica quântica e revisão de grandezas de medidas usadas na física.
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3.
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Atividade de pesquisa sobre conceitos usados pela física e que são
usados pela mecânica quântica.
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4.
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Revisão das relações matemáticas de alguns conceitos da ondulatória,
pesquisa de conceitos da Mecânica Quântica e Experimentos virtuais de
Mecânica Quântica.
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5.
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Introdução da Mecânica Quântica com problemas em aberto da mecânica
quântica.
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6.
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A resolução da “catástrofe do ultravioleta”: modelo quântico para as
radiações eletromagnéticas.
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7.
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A dualidade onda-partícula e o efeito-fotoelétrico.
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8.
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Função trabalho
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9.
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A constituição da matéria e o mundo das probabilidades.
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10.
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Movimento browniano.
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11.
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Exercícios teóricos sobre mecânica quântica.
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13.
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Postulados de Bohr.
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14.
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Efeito Compton.
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15.
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Hipótese de De Broglie
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16.
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Princípio da Incerteza de Heisenberg.
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17.
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Exercícios de dualidade onda-partícula.
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18.
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Revisão de conteúdo.
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19.
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Pós-teste.
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20.
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Entrega e correção do pós-teste.
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Atividade 1:
Pré-teste.
Link para download do pré-teste em formato pdf
Atividade 2: De onde e para que surgiu a Mecânica Quântica?
O professor dialoga com
os alunos, para verificar quais são as suas concepções sobre o átomo e qual a
necessidade em explicar o seu comportamento.
Sugestão de perguntas:
- O que vem na cabeça de vocês quando se fala em “Mecânica Quântica”?
- O que é o átomo?
- Como se comporta o elétron?
- O que o comportamento dos elétrons pode criar?
- Quais tecnologias do seu dia-a-dia vocês acreditam que estejam relacionadas com Mecânica Quântica?
- Vocês se consideram conhecedores da tecnologia que vocês manuseiam?
- Gostariam de conhecer mais sobre o mundo quântico?
Atividade 3:
definir conceitos da física (os alunos terão a
disposição um dicionário e/ou um computador com
acesso à internet, que os ajudarão a enriquecer o vocabulário e refletir entre
os diferentes usos de um mesmo conceito; dando oportunidade do avanço independente
do aluno em buscar o conhecimento e rever seus conhecimentos).
Medidas:
- massa (m):
- velocidade (v):
- momento (p);
- período (T);
- frequência (f);
- comprimento de onda (λ);
- energia (E);
- temperatura (T);
Atividade 4: Montar uma tabela com grandezas, unidades padrões e símbolos para as medias.
Grandezas
de medida
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Símbolo
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Unidade
de medida
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Símbolo
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Massa
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m
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Velocidade
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v
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Momento
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p
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Período
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T
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Frequência
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f
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Comprimento de onda
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λ
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Energia
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E
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Temperatura
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t
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Atividade 5: usando símbolos para os conceitos, pesquise relações matemáticas entre:
- período e frequência;
- velocidade, comprimento de onda e frequência.
Atividade 6:
pesquise os conceitos usados na mecânica quântica:
- voltagem;
- fóton;
- ondas eletromagnéticas;
- radiação;
- luz;
- difração;
- interferência;
- átomo;
- elétron;
- contínuo;
- quantizado;
- partícula;
- infravermelho;
- fotoelétrico;
- quântico;
- contínuo;
- aleatório;
- emissão;
- absorção;
Atividade 7: Usando computadores, os alunos terão a oportunidade de realizar simulações de experimentos virtuais de física moderna.
Link para download das simulações em java
- Espectro do corpo
negro: A frequência da radiação emitida depende da
temperatura do corpo negro.
Atividade 8: Aulas expositivas sobre Mecânica Quântica, montada em power point.
Link para download dos vídeos usados nas aulas
Imagens e vídeos das aulas:
Atividade 9: Aplicação do pós-teste.
Dissertação produzida: Download
