Física Moderna e técnicas computacionais: como "ver" o átomo de Hidrogênio

Abstract

Este artigo busca construir uma ligação entre dois temas que têm recebido cada vez mais atenção nos anos finais da educação básica e nos anos iniciais do ensino superior nas áreas de ciência e tecnologia: a introdução à física moderna e a introdução a técnicas básicas de programação. Como pretexto, o artigo descreve como gerar figuras que representam, através de um pontilhado ou uma escala de cores, as densidades de probabilidade para o elétron em um átomo de hidrogênio. Isso é feito apresentando brevemente a física do problema de base e comentando algoritmos que (a) implementam as equações do problema, (b) permitem gerar valores aleatórios a partir de distribuições de probabilidades arbitrárias e (c) efetivamente produzem as figuras. O objetivo fundamental é mostrar ao leitor como técnicas básicas de modelagem e visualização de dados são efetivamente implementadas utilizando um tema que em princípio é de seu interesse. A implementação é feita em HTML/CSS/JavaScript, uma tecnologia extremamente versátil e acessível que constitui a base de todo o conteúdo na internet hoje, incluindo muitos ambientes educacionais virtuais.