Radiação de Corpo Negro
Planck, Wien, Stefan-Boltzmann e catástrofe ultravioleta
Simulação auditada com curva espectral real, faixa visível, cor de temperatura e comparação com Rayleigh-Jeans.
PLATAFORMA MODULAR AUDITADA
Física Moderna com hipótese, cálculo e resposta visual
Plataforma modular para professores e estudantes testarem parâmetros, visualizar fenômenos, interpretar resultados e compreender o domínio de validade de cada modelo físico.
Nível: Ensino Médio avançado, graduação e formação docente
Como a plataforma será construída
Cada módulo será aprovado separadamente. Uma simulação só entra como pronta quando possuir modelo físico declarado, domínio de validade, unidades, gráfico, cálculo vivo e visualização vinculada aos parâmetros.
hipótese → variáveis → modelo físico → cálculo → gráfico → simulação
visualização didática ≠ falsificação do modelo
cada aproximação informa seu domínio de validade
Simulações científicas
Os módulos prontos foram reconstruídos por etapas com auditoria científica. Os demais permanecem marcados como desenvolvimento até receberem o mesmo tratamento físico, numérico e didático.
Relatividade Restrita
Viagem relativística, relógios, nave e paradoxo dos gêmeos
Simulação auditada com viagem Terra–estrela, fator de Lorentz, dilatação temporal, contração de comprimento, momento relativístico, gêmeos e diagrama espaço-tempo.
Relatividade Geral
Curvatura, deflexão da luz, redshift gravitacional e GPS
Simulação auditada com malha espaço-tempo didática, deflexão fraca da luz, redshift de Schwarzschild e correções relativísticas de GPS.
Fluxo de Fourier
Condução térmica transiente
Simulação auditada com câmera térmica, materiais reais, fluxo de Fourier, potência térmica, difusividade e equação do calor 1D resolvida em tempo real.
Efeito Fotoelétrico, Placa Solar e Compton
Regimes separados, limiar quântico e espalhamento
Simulação auditada separando fotoemissão em metal, absorção fotovoltaica em semicondutor e espalhamento Compton, com cálculos ao vivo e gráficos por regime.
Átomo de Bohr
Níveis, raios em Ångström, fótons e séries espectrais
Simulação auditada de átomos hidrogenoides com níveis de energia, raios de Bohr em Å, transições, emissão/absorção de fótons, espectro visível/UV/IV e domínio de validade do modelo.
Buracos Negros
Schwarzschild, Kerr, horizontes, ergosfera, ISCO e disco de acreção
Simulação auditada de buracos negros com cálculo de raio gravitacional, horizonte externo/interno, ergosfera de Kerr, esfera de fótons, ISCO, órbitas e leitura explícita do domínio de validade.
Radiação de Hawking
Temperatura, potência, perda de massa e evaporação
Simulação auditada de evaporação semiclassica de buracos negros: temperatura de Hawking, potência radiada, perda de massa, tempo de vida, escala logarítmica e visualização didática do horizonte evaporando.
Curiosidades
Conteúdo editável pelo painel administrativo para uso em aulas, trilhas e apresentações.
Por que o Sol não é verde?
Embora o pico espectral do Sol esteja próximo do verde-amarelado, ele emite em ampla faixa do visível. A combinação percebida pelos olhos humanos é aproximadamente branca antes da dispersão atmosférica.
Relógios realmente desaceleram?
Sim. Em relatividade restrita, relógios em movimento relativo acumulam menos tempo próprio. O efeito foi confirmado com múons atmosféricos, relógios atômicos e sistemas de navegação que precisam considerar efeitos relativísticos.
Por que o GPS precisa da relatividade?
Relógios em satélites GPS sofrem dois efeitos principais: por estarem em maior potencial gravitacional, adiantam em relação à superfície; por se moverem rapidamente, atrasam pela relatividade restrita. O saldo é de dezenas de microssegundos por dia, suficiente para causar erros de navegação se não for corrigido.
Intensidade não aumenta a energia do elétron no efeito fotoelétrico
Em metais, aumentar a intensidade aumenta o número de fótons incidentes e a corrente fotoelétrica, desde que a frequência supere o limiar. A energia cinética máxima depende de hf − φ, não da intensidade.
Por que o modelo de Bohr ainda é ensinado?
Apesar de não representar a mecânica quântica moderna completa, o modelo de Bohr calcula corretamente várias linhas do hidrogênio e introduz quantização de energia, níveis estacionários e espectros discretos de forma visual.
Buracos negros astrofísicos quase não evaporam hoje
A temperatura de Hawking de um buraco negro de massa solar é de cerca de 6×10⁻⁸ K, muito menor que a radiação cósmica de fundo. Por isso, em condições atuais, buracos negros astrofísicos absorvem mais radiação do que emitem por Hawking.
Questões
Banco de questões editável para discussão, sala de aula e avaliação diagnóstica.
1. Se a temperatura de um corpo negro aumenta, o que acontece com o comprimento de onda de pico?
- Aumenta
- Diminui
- Permanece constante
- Torna-se infinito
Comentário: Pela Lei de Wien, λmax = b/T. Portanto, quando T aumenta, λmax diminui.
2. Em uma viagem relativística a 0,8c, qual grandeza explica a diferença de idade entre os gêmeos?
- A distância angular da estrela.
- O fator de Lorentz γ e o tempo próprio ao longo da trajetória.
- A massa da estrela de destino.
- A cor da nave.
- A temperatura do espaço.
Comentário: A diferença de idade é calculada pelo tempo próprio acumulado. Para movimento uniforme, Δτ = Δt/γ. Na viagem de ida e volta, a nave também muda de referencial, quebrando a simetria entre os gêmeos.
3. Na aproximação de campo fraco da Relatividade Geral, o que acontece com o ângulo de deflexão da luz quando o parâmetro de impacto b aumenta?
- Aumenta proporcionalmente a b
- Diminui aproximadamente como 1/b
- Permanece constante
- Fica independente da massa central
- Só existe se a luz tiver massa
Comentário: Na aproximação de campo fraco, θ = 4GM/(bc²). Portanto, para massa M fixa, o ângulo de deflexão diminui quando b aumenta.
4. No efeito fotoelétrico em um metal, se a luz incidente tem energia menor que a função trabalho, o que acontece ao aumentar a intensidade?
- A energia cinética dos elétrons aumenta até haver emissão.
- A quantidade de fótons aumenta, mas nenhum elétron é emitido enquanto Eγ < φ.
- O comprimento de onda diminui automaticamente.
- A função trabalho do metal cai para zero.
Comentário: A emissão exige que cada fóton tenha energia mínima φ. Intensidade maior significa mais fótons, mas não aumenta a energia individual de cada fóton.
5. No modelo de Bohr para o hidrogênio, uma transição de n = 3 para n = 2 produz qual tipo de processo?
- Absorção de fóton
- Emissão de fóton
- Nenhuma transição
- Ionização obrigatória
Comentário: Como o elétron passa de um nível de maior energia para um nível de menor energia, a diferença de energia é emitida como fóton. Para H, essa é a linha Hα da série de Balmer, no vermelho visível.
6. Na fórmula semiclassica da radiação de Hawking, o que acontece com a temperatura quando a massa do buraco negro diminui?
- A temperatura diminui proporcionalmente à massa.
- A temperatura permanece constante.
- A temperatura aumenta, pois T_H é proporcional a 1/M.
- A temperatura só depende do raio da estrela original.
Comentário: A temperatura de Hawking é T_H = ℏc³/(8πGMkB). Portanto, para constantes físicas fixas, T_H cresce quando a massa M diminui.
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