Post on 13-Apr-2017
Carlos Alberto dos SantosProfessor Visitante
Departamento de Ciências Exatas e NaturaisUniv. Federal Rural do Semi-Árido
Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Físicacas.ufrgs@gmail.com
O efeito fotoelétrico na perspectiva da teoria de Kuhn
Parte 1/3
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À guisa de prefácio:
por que usar história em sala
de aula?
Even Einstein Struggled: Effects of Learning About Great Scientists’ Struggles on High
School Students’ Motivation to Learn Science
Journal of Educational Psychology 2016, Vol. 108, No. 3, 314–328
Xiaodong Lin-Siegler and Janet N. AhnTeachers College, Columbia University
Jondou ChenUniversity of Washington
Fu-Fen Anny Fang and Myra Luna-LuceroTeachers College, Columbia University
http://academiccommons.columbia.edu/catalog/ac%3A194424
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À guisa de propaganda
http://www.cienciahoje.org.br/coluna/p/id/10/n/do_laboratorio_para_a_fabrica
http://pt.slideshare.net/casifufrgs/
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S U M Á R I O
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Dualidade onda-partícula
A hipótese do quantum de luz
A equação de Einstein
A teoria do gatilho
De Broglie e Compton
O efeito fotoelétrico
Teoria de Kuhn
Os experimentos de Millikan
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Tão simpáticos, uns com os outros . . .
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Receituário
Receituário
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Receituário
Um conceito de ciência extraído dos manuais de metodologia terá tantas probabilidades de assemelhar-se ao empreendimento que os produziu como a imagem de uma cultura nacional obtida através de um folheto turístico
p. 19
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Ciência normal, atividade na qual a maioria dos cientistas emprega inevitavelmente quase todo seu tempo, é baseada no pressuposto de que a comunidade científica sabe como é o mundo
p. 24
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Incomensurabilidade
Revoluções
Anomalias & Crises
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Quebra de paradigma
Descoberta da garrafa de Leyden
Anomalias
Descoberta dos raios X
Ef. fotoelétrico
Radiação de corpo negro Descoberta da
radioatividade
Descoberta do oxigênio
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A ciência normal antes da descoberta do efeito fotoelétrico
1887: Em busca das ondas eletromagnéticas, Hertz
descobre o efeito fotoelétrico
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Bobina de Ruhmkorff
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Vidro ou quartzoComo Hertz identificou a radiação ultravioleta
Célula (bateria, pilha) de Bunsen
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A ciência normal entre a descoberta do efeito
fotoelétrico e a hipótese de Einstein do quantum de luz
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cas.ufrgs@gmail.com ISIS, v.52, n.2, 161-193, 1961
cas.ufrgs@gmail.com KUHN, ISIS, v.52, n.2, 1961, p. 161.
For at least a century and a half, quantitative methods have indeed been central to the development of the fields I study. On the other hand, I feel equally convinced that our most prevalent notions both about the function of measurement and about the source of its special efficacy are derived largely from myth.
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But in scientific practice (…) the scientist often seems rather to be struggling with facts, trying to force them into conformity with a theory he does not doubt.
KUHN, ISIS, op. cit., p. 171.
Teoria do gatilhopara o efeito fotoelétrico
Teoria da fosforescência para a radioatividade
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During the course of his career, every natural scientist again and again notices and passes by qualitative and quantitatvie anomalies that just conceivably might, if pursued, have resulted in fundamental discovery.
ISIS, op. cit., p. 178.
Mas . . .
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Isolated discrepancies with this potential occur so regularly that no scientist could bring his research problems to a conclusion if he paused for many of them.
ISIS, op. cit., p. 178.
1995
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http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/25/12/125802
2013
2014
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4152749/pdf/srep06267.pdf
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Muitas vezes a anomalia desaparece com um ajuste na teoria ou com medidas mais acuradas. Mas, quando ela resiste dá início a uma crise, ou situação anormal.
KUHN, ISIS, op. cit., p. 178.
Para onde irá o caso da histerese invertida
Experimentos sobre o efeito fotoelétrico anteriores a
Lenard
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Hallwachs, 1888
Hallwachs Stoletov Righi
Corposmetálicos irradiados com luz ultravioleta adquirem carga positiva.
Lei Stoletov: a fotocorrente é proporcional à intensidade da luz.
A fotocorrente é composta de moléculas do ar dissociadas após contato com a superfície irradiada.
1888 - 1890
O Fóton e sua atribulada existência, de 1905 a 1925
Experimentos de Lenard1889 - 1902
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1898: efeito fotoelétrico era um tema decadente. Lenard
resolve retomá-lo para esclarecer resultados obtidos
em 1889.
O que Lenard fez ente 1889 e 1898
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Lenard, os raios catódicos, o efeito fotoelétrico e o éter.
Para Lenard não existiam elétrons materiais.
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Raios-X
Efeito fotoelétrico
Raios catódicos
Fontes bibliográficas:
Primárias (Einstein, Lenard, Millikan . . .)
Secundárias (Klassen, Holton, Stuewer,
Wheaton . . .)
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1889: Lenard & Wolf. Pulverização de substâncias sob a ação de luz ultravioleta. Annals der Physik, v. 37.1899: Produção de raios catódicos pela luz ultravioleta. Annals der Physik, v. 2.1902: Sobre o efeito fotoelétrico. Annals der Physik, v. 8.
Bibliografia de Lenard sobre o EF
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http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1905/lenard-lecture.pdf
Ciência Hoje, agosto de 2016, p. 61-63.
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Resultados obtidos por Lenard
1. A fotocorrente é proporcional à intensidade da luz incidente, e sempre existe, por menor que seja a intensidade da luz.
2. O potencial de corte independe da intensidade da luz.3. Para um dado material do catodo, a velocidade
máxima, ou energia cinética máxima dos elétrons é proporcional ao potencial de corte, e este depende do tipo de luz.
4. A velocidade máxima dos elétrons independe da intensidade da luz.
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Lenard sempre foi comprometido com a teoria ondulatória, o paradigma da época.
A teoria do gatilho foi elaborada para preservar o paradigma e permaneceu soberana até 1911.
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