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O Princípio da Incerteza de Heinsenberg

No ano de 1927, na universidade de Leipzig, na Alemanha, o físico Werner Heinsenberg, um dos fundadores da mecânica quântica, enuncia uma das pedras fundamentais para o campo que estava a se desenvolver, no caso esse era um princípio que demonstrava não haver uma real certeza sobre alguns aspectos fundamentais, quando se estudava uma partícula. Werner Heinsenberg percebeu que, para estudar um átomo, seria necessário atirar em sua direção um feixe de fótons, o qual possui uma energia específica, sendo que assim, o observável poderia absorver essa energia, excitando-se e liberando esse excesso energético na forma de luz. Com isso era possível determinar a posição de uma partícula, contudo, devido a interferência do aparelho que atira o feixe de fótons, torna-se completamente impossível determinar o momento da partícula, uma vez que o fornecimento de energia altera a velocidade da mesma. Sendo assim, quanto menor for a incerteza existente em torno da posição de uma partícula, maior será a incerteza em torno do momento dessa partícula e, vice-versa. Logo, Heisenberg propôs uma expressão simples para explicar seu pensamento, no caso, o produto das incertezas posicionais e de momento, deveriam ser maior ou igual a metade da constante de Planck reduzida, ou seja: Δxi.Δpi ≥ ħ/2. A constante de Planck é um número específico, igual a 6,63x10-34 J.s, e que representa uma constante fundamental da física e sempre aparece quando um sistema tem uma explicação por intermédio da mecânica quântica. Quando usamos o termo, constante reduzida, significa que o número foi dividido por pi, em outras palavras, por 3,1416. Logo, a constante reduzida de Plank é igua a 1,05x10-34 J.s. E saber a constante de Planck é importante pois, com ela, torna-se possível determinar a energia de um fóton, em outras palavras, a energia com a que um fóton se choca com um observável, o qual pode ser um átomo, ou um elétron, por exemplo. Obviamente, essa energia fornecida a esse sistema, acaba por gerar a incerteza de momento (Δpi). A equação que calcula a energia fornecida é: E=hv, onde, E é a energia do fóton (também chamado de quantum de energia), h é a constante de Planck e v é a frequência de radiação do fóton. O grande problema é que para determinar com grande precisão a posição de um elétron, é necessário que a radiação incidente, ou seja, o feixe de fótons, tenha um comprimento de onda muito pequeno. O problema em torno disso se dá na inversão da proporcionalidade em torno de frequência de onda e comprimento de onda, em outras palavras, quanto menor o comprimento de onda, maior será a frequência de onda e, vice-versa. Logo, para a determinação com grande precisão da posição de um elétron, a energia tende a ser alta, uma vez que para um comprimento de onda pequeno a frequência de onda tem que ser grande. Com isso, há a liberação de energia na forma de raio-x, devido ao espalhamento do fóton, resultando na indeterminação da velocidade, que altera o momento da partícula. Uma analogia que pode ser usada para explicar o princípio da incerteza é com o sonar de um morcego. Imagine que o animal libere seu sonar para encontrar insetos que voam de forma aleatória. Conforme as ondas de som se chocam com o inseto, e retornam ao mamífero voador, o morcego consegue calcular a distância que o mesmo se encontra dele. Contudo, vamos dizer que o sonar interferisse com o inseto, uma vez que fosse muito poderoso, empurrando-o para longe, devido a um deslocamento de ar, quando o morcego chegasse na posição calculada, o inseto não estaria mais lá. _____________________________________________________________________ Links de Livros de Ciências 1. A Origem das Espécies (Darwin) - https://amzn.to/3VCDe1x 2. Pálido Ponto Azul (Sagan) - https://amzn.to/3FfsOzP 3. Cosmos (Sagan) - https://amzn.to/3FaoJww 4. O Mundo Assombrado pelos Demônios (Sagan) - https://amzn.to/3VDOmLz 5. Contato (Sagan) - https://amzn.to/3ONngzd 6. Uma Breve História do Tempo (Hawking) - https://amzn.to/3AT8LUL 7. O Universo numa Casca de Noz (Hawking) - https://amzn.to/3EHEfhX 8. Astrofísica para Apressados (Tyson) - https://amzn.to/3OHNTFM 9. Homo Deus. Uma breve história do amanhã (Harari) - https://amzn.to/3F7M55U 10. Sapiens. Uma breve história da humanidade (Harari) - https://amzn.to/3EOtY3g 11. Os Botões de Napoleão: As 17 Moléculas que Mudaram a História (Penny le Couteur) - https://amzn.to/3FjzBbz 12. O Sonho de Mendeleiev: A Verdadeira História da Química (Paul Strathern) - https://amzn.to/3XDiCIe 13. A Dança do Universo (Gleiser) - https://amzn.to/3UgfYFa 14. O Fim da Terra e do Céu (Gleiser) - https://amzn.to/3in0Uso 15. A Harmonia do Mundo (Gleiser) - https://amzn.to/3XESEEd _____________________________________________________________________ Redes sociais do canal: Blog: https://licenciandoemquimica.blogspot... Agenda do Canal: Toda terça-feira: Vídeos sobre curiosidades científicas.