A teoria quântica revolucionou a física no final do século XIX e início do século XX, desafiando as ideias clássicas sobre a natureza da energia e da radiação. A introdução de conceitos como a quantização de energia e a constante de Planck foi fundamental para o desenvolvimento da física moderna. Com base nesses primeiros avanços, assinale a alternativa correta, considerando o contexto histórico e os princípios da teoria quântica.
(A) A hipótese de Planck foi a primeira a sugerir que a radiação de um corpo negro poderia ser descrita por uma série discreta de níveis de energia, o que mais tarde influenciou a formulação da teoria quântica de campos.
(B) A proposta de Max Planck sobre a quantização da energia para os osciladores harmônicos do corpo negro levou diretamente à solução da “catástrofe ultravioleta”, mas não teve impacto imediato sobre a natureza corpuscular da luz, que só foi reconhecida anos depois, com a formulação de Louis de Broglie.
(C) A constante de Planck,
, que aparece na expressão para a energia dos osciladores harmônicos do corpo negro, foi uma introdução puramente empírica, sem qualquer interpretação teórica profunda na época de sua proposta.
(D) A quantização da energia proposta por Planck resultou na ideia de que as transições entre níveis de energia no átomo de hidrogênio devem ser contínuas, uma vez que a radiação emitida seria de frequências contínuas.
(A) A hipótese de Planck foi a primeira a sugerir que a radiação de um corpo negro poderia ser descrita por uma série discreta de níveis de energia, o que mais tarde influenciou a formulação da teoria quântica de campos.
(B) A proposta de Max Planck sobre a quantização da energia para os osciladores harmônicos do corpo negro levou diretamente à solução da “catástrofe ultravioleta”, mas não teve impacto imediato sobre a natureza corpuscular da luz, que só foi reconhecida anos depois, com a formulação de Louis de Broglie.
(C) A constante de Planck,
(D) A quantização da energia proposta por Planck resultou na ideia de que as transições entre níveis de energia no átomo de hidrogênio devem ser contínuas, uma vez que a radiação emitida seria de frequências contínuas.
Passo 1
O enunciado nos pede para identificar, no contexto histórico dos primeiros avanços da teoria quântica, qual alternativa descreve corretamente a contribuição de Planck e seus desdobramentos. Vamos usar o que se sabe sobre a hipótese de energia quantizada de Planck, a constante de Planck
e os impactos imediatos na física.
Passo 2
A hipótese de Planck introduziu a ideia de que os osciladores que modelam a radiação de corpo negro só podem trocar energia em “pacotes” discretos, com energia
onde
é inteiro,
é a frequência e
é a constante de Planck. Esse salto qualitativo resolveu a catástrofe ultravioleta e lançou as bases para o desenvolvimento posterior da mecânica quântica e, mais adiante, da teoria quântica de campos. Logo, a alternativa (A) está correta.
Passo 3
Afirmativa (B) está errada porque a natureza corpuscular da luz foi proposta por Einstein em 1905 (efeito fotoelétrico), não por de Broglie.
Afirmativa (C) falha ao dizer que foi apenas empírico sem interpretação: Planck atribuiu imediatamente significado físico à quantização dos osciladores.
Afirmativa (D) é contrária ao fato de que a quantização leva a transições com emissão de frequências discretas, não contínuas.
Afirmativa (C) falha ao dizer que
Afirmativa (D) é contrária ao fato de que a quantização leva a transições com emissão de frequências discretas, não contínuas.
Resposta
(A)