Materiais Eletricos e Magneticos - Propriedades e Mecanica Quantica

Materiais elétricos e magnéticos Profa Dra Lilian Felipe S Tupan Propriedades elétricas Desde 1820 já era possível produzir e medir a corrente elétrica Outra propriedade importante que também já era mensurada era a resistência elétrica dos materiais que pode ser calculada pela seguinte expressão 𝑉 𝑅𝑖 O valor da resistência depende da geometria e também da composição do material Além da resistência podemos medir a resistividade 𝜌 do material 𝜌 𝑅 𝐴 𝑙 Material Resistividade Ωcm Dielétricos Al2O3 1014 SiO2 1014 Si3N4 1014 MgO 1014 Borracha vulcanizada 1014 Nylon 1014 Teflon 1016 Semicondutores Fe3O4 102 B4C 05 SiC 10 Si 2 105 Ge 40 Condutores Prata 17106 Fe 13 106 Cu 18106 Al 3106 Grafita 1106 Tabela 1 Resistividade de alguns materiais Mecânica quântica e os semicondutores Por que estudar MC História da Mecânica Quântica O que motivou o surgimento da Mecânica Quântica A mecânica quântica preenche as falhas da mecânica clássica Ex Dualidade onda partícula Altas velocidades Escalas muito pequenas O problema do Corpo Negro Um Corpo Negro é um forno quente Aquecido ele emite radiação A quantidade de radiação é prevista pela Mecânica Estatística Clássica O resultado obtido pela física clássica é incorreto Corpo negro irradia energia com o máximo de eficiência possível absorvendo toda a energia que incide sobre ele Modelos atômicos Dalton 1808 Thomson 1904 Rutherford 1911 Bohr 1913 Schrödinger 1924 uningá Centro Universitário EAD UNINGÁ Em 1924 Max Planck criou o termo mecânica quântica 1838 descoberta dos raios catódicos 185960 radiações de corpo negro 1877 os estados de energia discretos Pensando em resolver este problema em 1900 Planck propõe que o corpo negro não irradia continuamente mas sim em quantas de energia hv e aceitando essa suposição os valores teóricos e experimentais passam a coincidir Problema dos elétrons Elétrons se movem em torno do núcleo radiação contínua Átomo eletricamente neutro Bhor contrariando as leis da eletrodinâmica clássica propôs que o elétron gira em torno do núcleo em órbitas estáveis nas quais não emite energia eletromagnética Bohr propôs ainda que as órbitas nas quais o elétron não irradia são órbitas estacionárias tais que o momento angular é igual a um número inteiro de h2π Para Bohr o elétron irradia energia com uma frequência tal que a relação de Planck é satisfeita isto é E2 E 1 hv Equação de Schroedinger Esta equação conduz à solução geral do problema das órbitas dos elétrons Equação de Schroedinger independente do tempo Gás de Fermi conjunto de partículas totalmente livres mas sujeitas ao princípio de exclusão de Pauli Por que devemos estudálo Porque em muitos metais os elétrons se comportam como se fossem um gás de Fermi Qual o papel da equação de Schroedinger em tudo isso Ex do cobre Poço de potencial A equação de Schroedinger apresenta o formalismo matemático necessário para a compreensão de sistemas com comportamento similar ao gás de Fermi uningá Ensino a Distância wwwuningabr EAD A Melhor Formação