Quantum

 Nota: Para outros significados, veja Quantum (desambiguação).

Mecânica quântica

${\displaystyle {\Delta x}\,{\Delta p}\geq {\frac {\hbar }{2}}}$

Princípio da Incerteza

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Na física um quantum (plural: quanta) é a menor quantidade de qualquer grandeza física envolvida numa interação. A noção de que uma grandeza pode ser “quantizada” vem da “hipótese da quantização”.^[1] Isso implica que a magnitude dessas grandezas podem apenas assumir valores discretos, que são múltiplos inteiros da unidade de um quantum.

Por exemplo, a energia e o momento angular de um elétron em um átomo só pode existir em certos valores discretos e um fóton é um quantum da luz (e de qualquer radiação eletromagnética).^[2]

Etimologia e história

A palavra quantum, advinda do adjetivo interrogativo "quantus" do latim (em português, "quanto") foi empregada como "quanta" referente à eletricidade por Philipp Lenard em um artigo sobre o efeito fotoelétrico, entretanto o físico alemão deu os créditos da palavra a Hermann von Helmholtz ^[3] por este ser um dos primeiros assim como Julius von Mayer em seus trabalhos sobre a formulação da primeira lei da termodinâmica, a utilizá-la na física como referência a calor.^[4] Foi somente a partir do trabalho dos termos "quanta de matéria e eletricidade" serem utilizados por Max Planck em seus trabalhos sobre a radiação de corpo negro,^[5] publicado entre 1900 e 1901, que o termo passou a ser largamente empregado na física.^[6]

Em 1905, em resposta tanto aos trabalhos teóricos de Max Planck, quanto aos trabalhos experimentais de Lenard, Albert Einstein sugere que a radiação existiria em forma de pacotes espacialmente localizados, chamados por ele de "quanta de luz" (do alemão: Lichtquanta, também conhecido como fóton).^[7]

Descoberta

O conceito de "quantização" da radiação foi descoberto por Max Planck, numa tentativa de entender a radiação emitida por objetos aquecidos, conhecida como radiação de corpo negro. Ao se assumir que a energia possa ser absorvida  ou emitida apenas em pacotes diferenciais, denominados por ele de "agrupamentos" ou "elementos de energia",^[8] Planck levou em consideração que alguns objetos quando aquecidos mudam de cor.^[9] Em 14 de dezembro de 1900, Planck relata suas descobertas a Sociedade Alemã de Física, introduzindo a ideia de que quantização pela primeira vez associada aos seus estudos sobre a radiação de corpo negro.^[10] Quanto aos resultados de seus experimentos, Planck deduziu valores numéricos de h, conhecido como constante de Planck, valores mais precisos para a unidade de carga elétrica e para a constante de Avogadro-Locschmidt. As teorias de Planck, após terem sido validadas, suas descobertas renderam a ele o Prêmio Nobel de Física de 1918.

Quantização

A quantização das grandezas e a definição do quantum são bases da mecânica quântica. A ideia de quantização de energia e suas consequências na interação de energia e matéria (eletrodinâmica quântica) é parte da estruturação fundamental para entender e descrever a natureza na física quântica. (Átomos e matéria geralmente são estáveis porque elétrons só existem em níveis de energia discretos num átomo).^{[carece de fontes?]}

Ver também

• Mecânica quântica
• Quantização (física)

Referências

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