A constante de Planck é uma das constantes fundamentais
da Física e recebeu esse nome em homenagem a Max Planck,
físico alemão considerado o pai da Física Quântica. O
valor para a constante de Planck é de 6,626068 x 10-34 m²kg/s. Observe
que o valor desta constante é muito pequeno, mas ainda
assim, não é nulo. Ela foi introduzida por Planck na
tentativa de explicar a distribuição espectral da
radiação do corpo negro.
Uma das utilizações para a constante de Planck é o
cálculo da energia dos fótons (partículas altamente
energéticas que são criadas quando existe a interação
entre dois elétrons, por exemplo; um fóton não possui
massa, mas possui momento), já que descreve corretamente
a teoria postulada por ele, a Teoria doa Quanta. Esta
teoria diz que a energia assume valores inteiros,
quantizados e em pacotes – os chamados “quanta”. |
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De modo geral, poderíamos
concluir que se a constante de Planck fosse nula (igual
à zero), toda a Física Quântica simplesmente não
existiria e o nosso mundo obedeceria totalmente a
mecânica clássica, criada por Isaac Newton.
Mas para entender como e porque a constante de Planck é
importante a mecânica quântica, precisamos conhecer um
pouco sobre um dos princípios básicos da Física
Quântica: o Princípio da Incerteza de Heisenberg.
Princípio da Incerteza de Heisenberg
Werner Heisenberg |
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Sempre que se medem a posição ou a
velocidade de uma partícula em certo instante de
tempo, incertezas experimentais estão incluídas
nas medidas. Por exemplo, ao medir o diâmetro de
uma moeda com uma régua, não é possível
estabelecer com certeza absoluta o tamanho para
o seu diâmetro, visto que a régua é geralmente
graduada até milímetros; outro exemplo consiste
na medição do tempo em que uma partícula (um
bolinha de aço, por exemplo) leva para percorrer
certa distância, uma vez que o observador leva
alguns centésimos de segundo para acionar ou
travar o cronômetro e para visualizar tais
eventos. Porém, de acordo com a mecânica
clássica, não há barreira fundamental para o
aperfeiçoamento mais refinado do aparelho ou dos
procedimentos experimentais. Em outras palavras,
é possível, a princípio, realizar tais medidas
com uma incerteza arbitrariamente pequena ou até
mesmo nula. Porém, a teoria quântica prevê que é
fundamentalmente impossível medir
simultaneamente a posição e o momento de uma
partícula com exatidão infinita. |
Werner Heisenberg (1901-1976) enunciou em 1927
um princípio que se tornou um dos pilares da Mecânica
Quântica, conhecido como o Princípio da Incerteza de
Heisenberg. Esta noção é descrita como:
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“Se são feitas uma
medida da posição de uma partícula com uma
incerteza e uma medida simultânea do seu momento
com uma incerteza, o produto das duas incertezas
nunca pode ser menor do que ħ/2:
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Ou seja, é fisicamente impossível medir simultaneamente
a posição exata e o momento exato de uma partícula. Essa
impossibilidade surge da estrutura quântica da matéria e
não de possíveis imperfeições nos instrumentos de
medidas.
A consequência
Veja que a partir da definição do Princípio da Incerteza
de Heisenberg, podemos identificar que o lado direito da
equação seria nulo, ou seja, o produto das incertezas
também seria nulo, de tal forma que elas poderiam ser
nulas a qualquer instante, isto é, uma medição poderia
ser feita com algum equipamento que reduzisse a
incerteza de determinada medida a zero.
Desta forma, o mundo, a natureza, o universo,
obedeceriam a todas as leis da Física que foram
postuladas pela mecânica newtoniana. Assim, a física
quântica simplesmente não existiria!
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