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Lisiane Araujo Pinheiro 
Sayonara Salvador Cabral da Costa 
Marco Antonio Moreira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física 
UFRGS 
 
 


 


 
2
Sumário 
 
1. Introdução .................................................................................................................... 5
 
2. A contribuição dos gregos sobre a estrutura da matéria ............................................. 6
 
2.1. As primeiras ideias gregas sobre a constituição da matéria ................................. 6
 
2.2. O Atomismo .......................................................................................................... 9
 
2.3. A influência das ideias gregas sobre o constituinte básico da matéria em outras 
culturas ...................................................................................................................... 10
 
2.4. Condução das ideias gregas até a Idade Média ................................................. 11
 
2.5. A alquimia ........................................................................................................... 12
 
2.6. Uma análise epistemológica das ideias gregas sobre o constituinte básico da 
matéria ....................................................................................................................... 12
 
3. Séculos XVII e XVIII .................................................................................................. 13
 
3.1. A Revolução Científica ........................................................................................ 13
 
3.2. Uma Nova Ciência .............................................................................................. 16
 
3.3 A origem do conceito de carga elétrica ................................................................ 17
 
3.4. Bernoulli, a Teoria Cinética dos Gases e o átomo .............................................. 18
 
3.5. Os primeiros passos da Espectroscopia para a teoria atômica .......................... 19
 
3.6. Os diferentes caminhos para a teoria atômica: a Eletricidade ............................ 19
 
3.7. Os diferentes caminhos para a teoria atômica: a Química .................................. 20
 
3.8. E no final do século XVIII .................................................................................... 20
 
4. Século XIX ................................................................................................................. 20
 
4.1. Uma nova observação ........................................................................................ 21
 
4.2. A teoria atômica de Dalton .................................................................................. 21
 
4.3. Modificações na Tabela Periódica de Lavoisier .................................................. 23
 
4.4. Contribuições da Espectroscopia: uma nova proposta ....................................... 24
 
4.5. Contribuições da Eletricidade: uma nova proposta ............................................. 24
 
4.6. A origem do conceito de campo na Física .......................................................... 25
 
4.7. Um modelo atômico preliminar ........................................................................... 25
 
4.8. Contribuições da Biologia ................................................................................... 25
 
4.9. Uma nova contribuição da Eletricidade ............................................................... 26
 
4.10. Uma nova contribuição da Teoria Cinética dos Gases ..................................... 26
 
4.11. A Espectroscopia e as partículas subatômicas ................................................. 27
 
4.12. O tubo de Geissler ............................................................................................ 28
 
4.13. A Teoria Cinética dos Gases e o conceito de átomo ........................................ 28
 
4.14. O conceito de molécula ..................................................................................... 29
 
4.15. A retomada dos experimentos com o tubo de Geissler..................................... 29
 
4.16. A unificação proposta por Maxwell.................................................................... 29
 
4.17. A consolidação da Teoria Cinética dos Gases .................................................. 30
 
4.18. Mais uma tentativa ............................................................................................ 30
 
4.19. A Tabela Periódica de Mendeleev .................................................................... 31
 
4.20. Novamente os tubos de Geissler ...................................................................... 32
 
4.21. Mais um passo na direção da quantização ....................................................... 32
 
4.22. Os raios canais ................................................................................................. 33
 
4.23. Retomada dos trabalhos de Balmer .................................................................. 33
 
4.24. Os raios X ......................................................................................................... 33
 
4.25. Novamente os raios catódicos .......................................................................... 35
 
4.26. As primeiras observações sobre a Radioatividade ........................................... 35
 
4.27. Ainda sobre a Espectroscopia .......................................................................... 36
 
4.28. O elétron ........................................................................................................... 37
 
 
 


 
3
4.29. A Radioatividade ............................................................................................... 40
 
4.30. Os raios alfa (
α
) e beta (
β
) ................................................................................ 41
 
4.31. Mais uma confirmação sobre a existência dos elétrons .................................... 41
 
4.32. E no final do século XIX .................................................................................... 42
 
5. Século XX .................................................................................................................. 43
 
5.1. Ainda sobre as radiações .................................................................................... 43
 
5.2. A transmutação radioativa .................................................................................. 44
 
5.3. O nascimento da Física Quântica ....................................................................... 44
 
5.4. O modelo atômico de Thomson .......................................................................... 45
 
5.5. O modelo atômico de Nagaoka ........................................................................... 48
 
5.6. A participação, mesmo que indireta, de Einstein ................................................ 49
 
5.7. O cálculo da carga elétrica do elétron ................................................................. 51
 
5.8. O modelo atômico de Rutherford ........................................................................ 51
 
5.9. O modelo atômico de Bohr ................................................................................. 53
 
5.10. O modelo atômico de Sommerfeld .................................................................... 57
 
5.11. Consequências do modelo de Sommerfeld ...................................................... 58
 
5.12. O próton ............................................................................................................ 58
 
5.13. O efeito Compton .............................................................................................. 59
 
5.14. O nêutron .......................................................................................................... 59
 
5.15. O pósitron ......................................................................................................... 61
 
5.16. O neutrino ......................................................................................................... 63
 
5.17. Os nucleons e a força forte ............................................................................... 65
 
5.18. As partículas estranhas e a estranheza ............................................................ 67
 
5.19. Classificando as partículas ............................................................................... 68
 
5.20. Ainda a busca pelos neutrinos .......................................................................... 68
 
5.21. Completando a classificação ............................................................................ 69
 
5.22. E Dirac tinha razão ............................................................................................ 69
 
5.23. Uma nova proposta sobre a Interação Fraca .................................................... 70
 
5.24. Mais neutrinos, a Interação Fraca e a unificação .............................................. 71
 
5.25. Os quarks .......................................................................................................... 72
 
5.26. Mais um lépton .................................................................................................. 76
 
5.27. Mais quarks ....................................................................................................... 76
 
5.28.  A confirmação dos bósons ............................................................................... 77
 
5.29. E no final do século XX ..................................................................................... 77
 
6. Século XXI ................................................................................................................. 81
 
6.1. Mais um lépton .................................................................................................... 81
 
6.2. O Modelo Padrão ................................................................................................ 82
 
6.2.1. As partículas fundamentais .......................................................................... 82
 
6.2.2. As interações fundamentais ......................................................................... 83
 
6.3. O futuro ............................................................................................................... 85
 
6.3.1. O bóson de Higgs ......................................................................................... 85
 
6.3.2. O Modelo Padrão Supersimétrico (SSMs) ou Supersimetria ........................ 86
 
6.3.3. A Teoria das Cordas ou Supercordas .......................................................... 86
 
6.3.4. A matéria escura .......................................................................................... 87
 
6.3.5. A energia escura .......................................................................................... 88
 
6.3.6. A antimatéria ................................................................................................ 88
 
7. Considerações finais ................................................................................................. 89
 
8. Sobre a elaboração e utilização do texto “Do átomo grego ao modelo padrão: os 
indivisíveis de hoje”. ...................................................................................................... 90
 
8.1 Os referenciais teóricos envolvidos...................................................................... 91
 
 


 
4
8.2 Sugestões de atividades ...................................................................................... 91
 
8.2.1 O Discreto charme das partículas elementares: o organizador prévio. ......... 92
 
8.2.2 Elaboração de uma “linha do tempo” a partir de uma análise crítica do texto 
“Do átomo grego ao modelo padrão: os indivisíveis de hoje”. ................................ 92
 
8.2.3 Elaboração de mapas conceituais sobre partículas elementares .................. 94
 
8.2.4 Considerações finais ..................................................................................... 95
 
Bibliografia ..................................................................................................................... 96
 
Apêndices .................................................................................................................... 102
 
Apêndice 1: Questionário sobre Partículas Elementares e Interações Fundamentais 102
 
Apêndice 2: Questionário sobre o filme “O discreto charme das partículas elementares”.
 .................................................................................................................................... 105
 
Apêndice 3: Roteiro de discussão sobre a primeira parte do texto “Do átomo grego ao 
modelo padrão: os indivisíveis de hoje.” ...................................................................... 106
 
Apêndice 4: Construção de um mapa conceitual ........................................................ 107
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

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