1. Quantização e Fótons

Max Planck (1900) propôs que a energia é emitida em quanta: \(E = nhf\). Einstein (1905) estendeu essa ideia ao efeito fotoelétrico, mostrando que a luz é composta por fótons de energia \(E = hf\).

Efeito fotoelétrico: \(K_{max} = hf - W\), onde \(W\) é a função trabalho do metal.

2. Modelo Atômico de Bohr

Bohr propôs órbitas estacionárias para o hidrogênio com energias quantizadas:

\[E_n = -\frac{13{,}6}{n^2} \text{ eV}, \quad r_n = n^2 a_0\]

Transições entre níveis emitem fótons com \(\Delta E = hf\). As séries espectrais (Lyman, Balmer, Paschen) correspondem a transições para \(n = 1, 2, 3\).

3. Dualidade Onda-Partícula

De Broglie propôs que toda matéria tem um comprimento de onda associado: \(\lambda = h/p\).

O princípio de incerteza de Heisenberg: \(\Delta x \cdot \Delta p \geq \hbar/2\).

4. Radioatividade

• Alfa (\(\alpha\)): núcleo de He-4, baixa penetração, \(Z \to Z-2\), \(A \to A-4\)
• Beta (\(\beta^-\)): elétron, \(Z \to Z+1\), \(A\) constante
• Gama (\(\gamma\)): fóton de alta energia, alta penetração, \(Z\) e \(A\) constantes

Decaimento: \(N(t) = N_0 e^{-\lambda t}\), meia-vida: \(t_{1/2} = \ln 2 / \lambda\)

5. Relatividade Restrita

• Dilatação temporal: \(\Delta t = \gamma \Delta t_0\)
• Contração de Lorentz: \(L = L_0/\gamma\)
• Energia: \(E = \gamma mc^2\), \(E_0 = mc^2\)
• Fator de Lorentz: \(\gamma = 1/\sqrt{1 - v^2/c^2}\)

6. Reações Nucleares

Fissão: núcleos pesados se dividem, liberando energia (reatores nucleares).

Fusão: núcleos leves se unem, liberando energia (Sol, estrelas).

Energia liberada: \(E = \Delta m \cdot c^2\), onde \(\Delta m\) é o defeito de massa.