Explicamos o que é a física moderna, seus objetivos e como ela difere da física clássica. Além disso, quais são seus ramos.
O que é física moderna?
No campo científico, fala-se de física moderna para se referir estudos contemporâneos sobre as leis fundamentais do universoque tomam como ponto de partida a formulação no final do século XIX e início do século XX de duas teorias revolucionárias sobre a matéria:
- teoria quântica de Max Planck de 1900.
- A teoria da relatividade Albert Einstein em 1905.
A isso é frequentemente incorporada a relação de indeterminação de Heisenberg de 1927. De qualquer forma, todos os estudos anteriores da física são conhecidos como física clássica.
No entanto, essa diferença não é meramente histórica, como pode parecer. Por um lado, a física moderna difere do clássico devido à noção de “quantum de ação” (quantum de efeito) proposto por Planck, que o propôs como o mínimo nível de energia possível.
Ou seja, de acordo com essa abordagem moderna, a energia do universo poderia ser dividida em unidades mínimas e indivisíveis (cada uma chamada “quântica” ou quântico), enquanto na física clássica a energia era contínua e indivisível.
Por outro lado, a física moderna substituiu a ideia de uma física determinista, na qual todos os fenômenos do universo poderiam ser descritos como resultado de causa e efeito, por uma física de indeterminação e imprecisão. física tão moderna geralmente fala sobre as probabilidades de ocorrência de um fenômenopois trata das misteriosas leis que regem a matéria e a energia.
Isso se deve ao fato de que a física clássica estudou largamente situações que os sentidos humanos poderiam abarcar, ou seja, situações do ponto de vista macroscópico.
Pelo contrário, a física moderna investiga regiões mais complicadas do universo, como a matéria subatômica e o comportamento onda-partícula da matéria, ou fenômenos físicos que ocorrem na velocidade da luz. Nesses cenários, as leis clássicas não são mais úteis.
Por outro lado, uma das principais aspirações da física moderna é conseguir a integração em uma única teoria harmônica de todas as forças naturais conhecidas: gravidade, eletromagnetismo, forças nucleares fortes e forças nucleares fracas.
Essa teoria unificadora, que ainda não existe, seria conhecida como a “teoria de tudo”. Essa teoria serviria para entender tanto as relações entre as minúsculas partículas da matéria, quanto aquelas entre as colossais estrelas do universo.
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Ramos da física moderna
A física moderna é dividida em dois grandes ramos, cada um dos quais, por sua vez, possui subcampos muito mais especializados.
- mecânica quântica, dedicado ao estudo de escalas espaciais muito pequenas, como sistemas atômicos e subatômicos, ou sua interação com a radiação eletromagnética, sempre como fenômenos observáveis. Seu princípio fundamental é que todas as formas de energia são liberadas em unidades regulares conhecidas como “quanta”. Entre suas áreas de interesse estão física nuclear, física atômica ou física molecular, por exemplo.
- A teoria da relatividade, dedicado ao estudo da gravidade, ou seja, de eventos físicos tanto no tempo quanto no espaço, mas sempre em relação a um observador variável. Isso significa que o tempo e o espaço não são invariáveis, mas relativos, ao contrário do que sustentava a física clássica. Este subcampo de estudo é sustentado pelas duas grandes teorias de Einstein: a Teoria da Relatividade Especial de 1905 e a Teoria da Relatividade Geral de 1915. Seu campo de aplicação é principalmente o da cosmologia, ou seja, o estudo do universo como um todo e em grande escala.
Mais em: Ramos da física
Referências
- “Física moderna” na Wikipedia.
- “Física clássica” na Wikipedia.
- “Física Moderna” na Didática ICL.
- “Física Clássica e Moderna” na Science Encyclopedia.