Lord Kelvin: "há duas pequenas nuvens no horizonte da Física"(Dulcidio Braz Júnior - Física na Veia) Você sabe o que é Física Moderna? Não se trata de um modo "moderninho" de ensinar Física mas sim de toda a Física desenvolvida no século 20. Antes dela, do século 19 para trás, temos a Física Clássica que vai da Mecânica de Newton até o Eletromagnetismo de Maxwell passando pela Óptica, pela Termodinâmica e pela Ondulatória. Para saber um pouco mais em que contexto nasceu a Física Moderna, acompanhe o texto a seguir.
:: As duas Nuvens de Lord Kelvin
No começo do século 19 havia um grande otimismo por parte da humanidade em razão do enorme sucesso alcançado pela Física e os desenvolvimentos tecnológicos provenientes da teoria já desenvolvida.
Em 1900 alguns cientistas acreditavam que a Física estava praticamente completa e tudo o que se tinha para descobrir já havia sido descoberto. William Thomson (1824-1907), mais conhecido com o Lord Kelvin, era um desses cientistas. Segundo ele, faltava apenas melhorar algumas medidas e acertar um ou outro detalhe. Ele chegou mesmo a aconselhar os jovens estudantes da época a não se dedicarem à Física, por uma simples questão de mercado de trabalho. Já que a Física estava para acabar, tornar-se físico seria uma grande roubada!
Mas havia duas questões no ar, dois problemas ainda não resolvidos ou, como ele mesmo disse, duas "pequenas nuvens" no horizonte da Física.
As duas questões (ou nuvens) eram as seguintes:
Assim como o som (ou qualquer outra onda mecânica) se propaga na presença de meio material, os cientistas acreditavam que a luz e as ondas eletromagnéticas também deveriam se propagar em algum meio ainda desconhecido que passaram a chamar de Éter.
:: As duas Nuvens de Lord Kelvin
No começo do século 19 havia um grande otimismo por parte da humanidade em razão do enorme sucesso alcançado pela Física e os desenvolvimentos tecnológicos provenientes da teoria já desenvolvida.
Em 1900 alguns cientistas acreditavam que a Física estava praticamente completa e tudo o que se tinha para descobrir já havia sido descoberto. William Thomson (1824-1907), mais conhecido com o Lord Kelvin, era um desses cientistas. Segundo ele, faltava apenas melhorar algumas medidas e acertar um ou outro detalhe. Ele chegou mesmo a aconselhar os jovens estudantes da época a não se dedicarem à Física, por uma simples questão de mercado de trabalho. Já que a Física estava para acabar, tornar-se físico seria uma grande roubada!
Mas havia duas questões no ar, dois problemas ainda não resolvidos ou, como ele mesmo disse, duas "pequenas nuvens" no horizonte da Física.
As duas questões (ou nuvens) eram as seguintes:
Assim como o som (ou qualquer outra onda mecânica) se propaga na presença de meio material, os cientistas acreditavam que a luz e as ondas eletromagnéticas também deveriam se propagar em algum meio ainda desconhecido que passaram a chamar de Éter.
Era possível (e muito simples), por exemplo, produzir vácuo num tubo, a partir da descida parcial do mercúrio no experimento de Torricelli. Em seguida, seria igualmente simples fazer a luz atravessar o vácuo dentro desse tubo. Mas os cientistas à época acreditavam que ali, na porção evacuada do tubo, deveria ter "sobrado" o Éter por onde a luz se propagava. Era inaceitável que a luz (onda) viajasse no vazio. Da mesma forma, o Éter deveria preencher todo o espaço entre os planetas e as estrelas, permeando tudo e evitando o vazio que inviabilizaria a propagação luminosa.
Um procedimento experimental importante, conhecido como experimento de Michelson-Morley, tentou sem sucesso aparente, detectar a presença do Éter. Mesmo assim a ideia da existência do Éter sobrevivia porque era inconcebível uma onda sem um meio para se ondular e se propagar.
Já se sabia que um corpo aquecido emite radiação eletromagnética. Mas não era possível descrever teoricamente a distribuição de energia de um corpo radiador ideal (chamado de corpo negro ideal).
A radiação do corpo negro era um outro "nó" na Física Clássica, a segunda "nuvem" de Lord Kelvin.
Na verdade, esses dois problemas ainda não explicados pela Física Clássica ao final do século 19 deram origem à duas novas teorias que mudaram a nossa maneira de ver o mundo a partir do século 20:
Da primeira "nuvem" de Kelvin nasceu a Relatividade Restrita de Albert Einstein (1879-1955) numa tentativa de unificar a Mecânica e o Eletromagnetismo.
Da segunda "nuvem" de Kelvin surgiu a Física Quântica, noutra empreitada unificadora, agora da Termodinâmica com o Eletromagnetismo. O primeiro passo foi dado em dezembro de 1900 com o trabalho de Max Planck (1858-1947) sobre a Quantização da Radiação Térmica.
As previsões de Kelvin, para a nossa sorte, estavam erradas. A Física Clássica estava, de fato, terminando. Mas estava entrando em cena a Física Moderna, uma nova era de descobertas incríveis na Física e que já tem mais de 100 anos de idade!
:: Por que as escolas de Ensino Médio não trabalham a Física Moderna?
Eu gostaria de ter esta resposta. Mas é fato que na maioria das escolas de Ensino Médio aqui no Brasil a Física Moderna fica de fora. E já viramos a página para o século 21. E incorporamos em nossas vidas equipamentos que fazem uso de tecnologia nascida a partir da Física Moderna! Mas tudo isso está fora do currículo escolar da maioria dos jovens. Estranho, não? E todo esse conhecimento vai sendo adiado e fica somente para as aulas do curso superior nas carreiras de exatas. Uma pena! E assim, sem explicações convincentes, vamos carregando um atraso que já é de pouco mais de 100 anos!
Tentei dar a minha contribuição pessoal e minimizar o problema dentro do meu pequeno alcance. Em 2002 lancei pela Editora Companhia da Escola o livro Tópicos de Física Moderna, trabalho pioneiro de ensino de Relatividade, Quântica e Cosmologia para jovens estudantes do final do ensino médio e início do curso superior. De lá para cá, dentro das escolas atendidas por esta editora, mais de 10.000 jovens tiveram a oportunidade de ter um primeiro contato com as novas ideias da nova Física do século 20.
No Sistema Anglo de Ensino também escrevi algumas aulas de Física Moderna para o TOF - Treinamento para as Olimpíadas de Física. Pesquei mais alguns jovens!
Mas a minha rede é pequena, quase desprezível frente a tantas escolas que empurram o ensino da Física Moderna para debaixo do tapete! Infelizmente ainda são poucas as instituições de ensino que trabalham tópicos de Física Moderna com seus jovens estudantes de nível médio. Mesmo grandes vestibulares nacionais como a Fuvest e a Unicamp ainda não tiveram a coragem de incorporar oficialmente a Física Moderna no seu programa. Já cobraram questões do tipo "auto instrutivas" de assuntos de Física Moderna, especialmente no ano de 2005 que foi Ano Mundial da Física em homenagem a Einstein. Mas nada convincente. Estou pagando para ver o dia em que teremos no edital destes grandes vestibulares a Física Moderna oficializada! Enquanto isso, algumas universidades federais já cobram Física Moderna há anos. Mas a coisa ainda está pulverizada em ações aqui e ali.
Neste sentido, o Governo do Estado de São Paulo deu um grande passo e já há alguns anos edita o seu próprio material didático que incluiu, na terceira série do Ensino Médio, assuntos de Física Moderna. Fantástico!
E. para a minha felicidade, a Secretaria Estadual da Educação do Estado de São Paulo acaba de adquirir pouco mais de 3600 exemplares do Tópicos de Física Moderna para equipar as bibliotecas de suas escolas estaduais de Ensino Médio. Não bastasse o reconhecimento do meu trabalho pioneiro no ensino de Física Moderna, esta ação fez minha rede de pescar alunos crescer mais um pouco!
Mas ainda é pouco! A Física Moderna merece mais atenção!
Escolas, professores, acordem! É preciso rever o currículo de Física do Ensino Médio para incorporar a Física Moderna sem medo e com muita certeza de resultados positivos! Eu garanto!
Páginas de "Cosmologia" no Tópicos de Física Moderna
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