Prelúdio do quantum: as cinco rachaduras na física clássica que levaram à teoria quântica

Silva, Charles Cordeiro da

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dc.contributor.advisor	Honnappa, Satheeshkumar Veerahanumakkanapalya
dc.contributor.author	Silva, Charles Cordeiro da
dc.date.accessioned	2024-08-06T17:49:57Z
dc.date.available	2024-07-31
dc.date.available	2024-08-06T17:49:57Z
dc.date.issued	2024-05-10
dc.identifier.citation	SILVA, Charles Cordeiro da. Prelúdio do quantum: as cinco rachaduras na física clássica que levaram à teoria quântica. 398 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física) - Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024.	pt_BR
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/unirio/14091
dc.description.sponsorship	n/a	pt_BR
dc.language.iso	Portuguese	pt_BR
dc.rights	openAccess	pt_BR
dc.title	Prelúdio do quantum: as cinco rachaduras na física clássica que levaram à teoria quântica	pt_BR
dc.title.alternative	Prelude to quantum: the five cracks in classical physics that led to quantum theory	pt_BR
dc.type	masterThesis	pt_BR
dc.contributor.referee	Honnappa, Satheeshkumar Veerahanumakkanapalya
dc.contributor.referee	Pereira, João Alberto Mesquita
dc.contributor.referee	Medeiros, Luciano Bicchieri
dc.contributor.referee	Hastenreiter, Roberto Soares da Cruz
dc.contributor.referee	Giusti, Marcos Vinicio Guimarães
dc.degree.department	CCBS	pt_BR
dc.degree.grantor	Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO	pt_BR
dc.degree.level	Mestrado Profissional	pt_BR
dc.degree.local	Rio de Janeiro, RJ	pt_BR
dc.degree.program	Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física	pt_BR
dc.subject.cnpq	Área: FÍSICA	pt_BR
dc.subject.cnpq	Subárea: FÍSICA GERAL	pt_BR
dc.subject.en	Physics Teaching	pt_BR
dc.subject.en	Quantum Mechanics	pt_BR
dc.subject.en	Black Body Radiation	pt_BR
dc.subject.en	Photoelectric effect	pt_BR
dc.subject.en	Spectral lines	pt_BR
dc.subject.en	Planck constant	pt_BR
dc.description.abstracten	At the end of the 19th century, Classical Theory apparently proved to be finished and sufficient for all the demands of science. This theory covered a real world of visible dimensions, corroborated by concrete predictions motivated by logical observations, instilling an indisputable determinism in thinkers and science producers, with simple and safe rules offered by nature. However, five problems remained unanswered, and their solutions required a strong break in paradigms, delving into a universe of atomic and subatomic scales in the structure of matter, where certainties disappear and reality defies common sense. In this Dissertation we will present these problems that motivated the emergence of Quantum Mechanics, so present in our daily lives: The lack of a theoretical basis for Black Body Radiation, the lack of a conceptual justification for the occurrence of the Photoelectric Effect, the absence of a framework physics for the Balmer spectral Lines, the lack of explanation for the behavior of the molar thermal capacity at constant volume of solids and the lack of an explanation for the alpha emission in Radioactivity. In this sense, after intense research and successful application in third-grade high school classes, we developed an Educational Product, which, due to its great importance and showing a high level of motivation to students, was segmented into three parts. In the first part, an e-book was designed presenting the theoretical evolution of Quantum Theory. In a second moment, a Didactic Sequence on the topic was presented, with appropriate language from eight classes, plus evaluation material before and after them, which corroborated success in this educational endeavor. In a third segment of the Product, after a brief semiconductor theory, a practical activity was developed in a Physics teaching laboratory, obtaining Planck's constant using LEDs, with a small experimental error.	pt_BR
dc.degree.country	Brasil	pt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber	n/a	pt_BR
dc.description.abstractpt	Ao final do século XIX a Teoria Clássica aparentemente se mostrava acabada e suficiente para todas as demandas da ciência. Esta teoria abrangia um mundo real de dimensões visíveis, corroborada por previsões concretas motivadas por observações lógicas, incutindo um determinismo incontestável nos pensadores e produtores de ciência, com regras oferecidas pela natureza, simples e seguras. Porém, cinco problemas permaneciam sem respostas, e para suas soluções foi necessária uma forte ruptura nos paradigmas, embrenhando-se em um universo de escalas atômicas e subatômicas da estrutura da matéria, onde as certezas desaparecem e a realidade desafia o senso comum. Nesta Dissertação apresentaremos estes problemas que motivaram o surgimento da Mecânica Quântica, tão presente em nosso cotidiano: A carência de um sustentáculo teórico para a Radiação do Corpo Negro, a inexistência de uma justificativa conceitual para a ocorrência do Efeito fotoelétrico, a ausência de um arcabouço físico para as Linhas espectrais de Balmer, a falta de explicação para o comportamento da Capacidade térmica molar a volume constante dos sólidos e a inexistência de uma explicação para a emissão alfa na Radioatividade. Neste diapasão, após intensa pesquisa e aplicação com sucesso em turmas de terceira série do Ensino Médio, desenvolvemos um Produto Educacional, que pela grande importância e se mostrar com elevado grau motivacional aos alunos, foi segmentado em três partes. Na primeira parte foi concebido um e-book com apresentação da evolução conceitual da Teoria Quântica. Em um segundo momento, foi apresentada uma Sequência Didática sobre o tema, com linguajar adequado de oito aulas, acrescida de material avaliativo anterior e posterior às mesmas, que corroborou êxito nesta empreitada educacional. Em um terceiro segmento do Produto, após breve teoria de semicondutores, foi desenvolvida uma atividade prática em laboratório didático de Física, com obtenção da constante de Planck utilizando-se LEDs, com pequeno erro experimental.	pt_BR
dc.subject.pt	Ensino de Física	pt_BR
dc.subject.pt	Mecânica Quântica	pt_BR
dc.subject.pt	Radiação do Corpo Negro	pt_BR
dc.subject.pt	Efeito Fotoelétrico	pt_BR
dc.subject.pt	Linhas espectrais	pt_BR
dc.subject.pt	constante de Planck	pt_BR