Física atômica é o
ramo da física que estuda as camadas eletrônicas dos átomos, um conjunto de
orbitais em um átomo, no qual se encontram os elétrons. O volume do átomo é
determinado pelos elétrons. Como alguns desses átomos são mais facilmente
removíveis que outros, isso nos leva a concluir que alguns elétrons estão mais
próximos do núcleo do que outros.
A medida que se aproxima do núcleo,
a energia potencial do elétron, devido a atração pelo núcleo, diminui, enquanto
sua velocidade e, consequentemente, sua energia cinética aumentam. De um modo
geral, a energia total do elétron aumenta a medida que o elétron se afasta do
núcleo.
Grande parte das pessoas associa o
termo física atômica com força nuclear e bomba nuclear, devido aos sinônimos de
atômico e nuclear. Entretanto, há diferença entre a física atômica e a física
nuclear. Enquanto a primeira ocupa-se do estudo do átomo como um conjunto
elétron-núcleo, a segunda estuda apenas o núcleo, suas propriedades e as
reações nucleares, tais como a fissão, fusão e decomposição nuclear.
Mediante estudos de espectroscopia,
o cientista pode determinar quantos níveis de energia existem nos átomos. De
fato, quando um elétron adquire energia, ele se move de um nível de energia
para outro, mais afastado do núcleo. Perdendo essa energia adquirida, o elétron
a devolve em forma de radiação luminosa, cuja freqüência pode ser perfeitamente
determinada, pois a cor da radiação depende da freqüência.
Nos átomos dos elementos químicos
conhecidos, podem ocorrer 7 níveis de energia
representados, respectivamente, a partir do núcleo, pelas letras K, L,
M, N, O, P,Q ou pelos números 1, 2, 3, 4, 5 , 6, 7. Estes números são números
são chamados de números quânticos principais, representando aproximadamente a
distância do elétron ao núcleo, assim como a energia do elétron.
O começo da física atômica é marcado
pelo descobrimento e pelos estudos minuciosos das linhas espectrais. Estas são
claramente definidas linhas no espectro luminoso dos átomos livres emissores de
luz (o termo "livre" significa que eles são um gás ou vapor e
portanto não estão próximos ou interagindo com outros átomos.
Uma das contribuições seminais para
a atomística moderna foi dada por Einstein ao estudar o chamado movimento
browniano. Este é o movimento de zig-zag observado em pequenos corpos colocados
em suspensão, como os grãos de pólen etc. Einstein explicou que esse movimento
era devido aos pequenos empurrões que essas partículas recebem devido ao fato
do líquido ser constituído de moléculas em constante movimento. Corpos muito
grandes não sofrem esse movimento pois sofrem tantos empurrões, em tantas
direções, cuja média vai a zero.
Investigou também a interação da luz
com a matéria, e descobriu as leis fundamentais da troca de energia-campo de
radiação-matéria. Estes estudos formariam as bases da moderna espectroscopia
atômica. As análises de Einstein da interação da radiação com os átomos
mostrava a ocorrência da chamada emissão estimulada de radiação, fenômeno
fundamental para o surgimento do laser.
Ao longo de sua carreira, Einstein
realizou inúmeras contribuições para a física atômica, mas seu trabalho
combinado com outro físico N. Bose, é que foi de extrema relevância para criar
as novas perspectivas para a física atômica. A chamada condensação de
Bose-Einstein, relevante para vários campos da ciências. A condensação de
Bose-Einstein, ainda é muito nova do ponto de vista experimental para que
possamos saber que novas super-propriedades ela deverá nos revelar. Por essa
razão, esse tópico é um dos mais importantes para os próximos anos e sem dúvida
constituiu-se numa das maiores perspectivas de avanços para o campo da física
atômica. Outro campo de grande perspectiva é o de entender como esses átomos,
nesse regime quântico, interagem formando moléculas.
Cada vez mais o
poder da ciência em dominar e controlar a espécie atômica determina seu próprio
avanço.
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