Radiação de cargas aceleradas. Irradiador ideal Absorvedor ideal Leis de Kirchhoff da radiação...

Radiação de cargas aceleradas

Irradiadorideal

Absorvedorideal

Leis de Kirchhoff da radiação térmica

Equlíbrio Termodinâmico

Gustav Robert Kirchhoff (1824--1887)  

Lei de Stefan-Boltzmann

Potência total irradiada:

Irradiância:

Lei de Wien

2,898 mm K

N. Bohr M. Planck

Lei de Planck da Radiação

osciladores

E = h f

h = 6,63 x 10-34 J s

Catástrofe do ultravioleta

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod6.html

dν/dλ = − cλ2

Lei de Planck

“Energia quantizada nos osciladores”

Radiação de fundo do Universo

(Temperatura do Universo)

Comparação da CMB observada por diferentes satélites:

COBE, WMAP e Planck

CMB Cosmic Microwave Background

CMB

~ 2.7 K

Mapa da anisotropia da CBM

Radiação Solar

(Temperatura da Terra)

Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E.. "Earth's Annual Global Mean Energy Budget". Bulletin of the American Meteorological Association 78: 197-208 (1997).

Albedo = coeficiente de refletividade difusa da Terra

30 % =

Transições Eletrônicas

A teoria de Bohr do átomo de hidrogênio

Átomo de Hidrogênio

Órbitas Orbitais

Diagrama de níveis de energia

Representação detransições radiativas

E

E1

E2

E3

E4

absorção

emissão

Os espectros de raios X dos elementos químicos

O espectro característico de raios X

Radiação de frenagem (Bremsstrahlung)

Linhas de Balmer

Aplicação: análise por microscopia eletrônica

Lei de Moseley

Henry G. J. Moseley (1887-1915)

A Lei de Moseley

Para o hidrogênio:

Para átomos com mais de 1 elétron:

Para K:

Fórmula de Larmor , 1897

Joseph Larmor (1857-1942)

http://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/gallery/20130228-radiationbelts.html

Cinturões de radiação de Van Allen, 1958

Fluxo omnidirecional : 104 – 107 partículas / cm2 s

Auroras boreal e austral

Aplicação em fontes de radiação síncrotron: dispositivos.

CERN, Genebra

Emissão de Radiação

Fonte: http://www.umich.edu/~radinfo/introduction/popdose.htm

Madame Marie Curie (1867-1934)

Nobel em Física pela descoberta

da radioatividade

Decaimentos radioativos

A descoberta do núcleo

Ernest Rutherford (1911)

Teste de Modelos Nucleares

Constituintes nucleares

• Prótons p +e 1,007276 uma• Nêutrons n 0 1,008665 uma• Nucleons: prótons e nêutrons dois estados

da mesma partícula• Notação• Nota: 1 uma = 1,66 x 10-27 kg

NAZ X

Exercícios e problemas

1E. Um núcleo de ouro tem um raio de 6,23 fm e uma partícula alfa tem um raio de 1,80 fm. Que energia deve ter uma partícula alfa incidente para “encostar” na superfície do núcleo de ouro? A energia potencial elétrica do sistema é dada por U=q1q2/40r.

Colisão frontal

Terminologia

Z: número de prótons (número atômico)N: número de nêutronsA: número de massaA = Z + N

Classificação dos nuclídeosCarta de nuclídeos

Classificação dos nuclídeos

Carta de nuclídeos

A=23

Tamanho e proporção dos núcleos

1 femtômetro = 1 fermi = 1 fm = 10-15 m

Raio Nuclear: Fenomenológico

Tamanho do núcleo atômico

1 F = 1 Fermi = 10-15 m

Densidade nuclear

Massa, energia de ligação e defeito de massa

Massa dos núcleos

Unidade de massa atômica:

1 u = 1,661 x 10-27 kg

(massa atômica do 12C é exatamente 12 u)

Lembrando:

c2 = 931,5 MeV/u

FissãoFusão

(energia de ligações)

(energia de ligação por núcleon)

Massa, energia de ligação e defeito de massa

Fusão nuclear

O combustível das estrelas

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/astfus.html - c1

Fissão nuclear

Papel Alumínio Chumbo

Saúde humana

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/radrisk.html

Hyperphysics

Atividade, exposição e dose

1 gray = 100 rads1 sievert = 100 rem1 becquerel = 27 picocuries ou 2.7 x 10-11 curies1 curie é a atividade de 1 g de Ra-226 ou 3.7 x 1010 desintegrações/segundo (Bq).

1 homem adulto (65 Bq/kg) 4500 Bq1 kg café 1000 Bq

1 kg castanha do Pará 400 Bq1 banana 15 Bq

100 m2 de ar na Australia (Rn) 3000 Bq

100 m2 de ar na Europa (Rn) até 30 000 Bq

Radioisótopo para diagnóstico médico 70 MBq

Radioisótopo fonte para terapias médicas 100 TBq

1 kg uranium 25 MBq

Exposição Dose absorvida

Tipo de Radiação Rad Fator Q Rem

Raios X 1 1 1

Raios gama 1 1 1

Partículas beta 1 1 1

Neutrons térmicos 1 5 5

Neutrons rápidos 1 10 10

Partículas alfa 1 20 20

Alta RadiosensibilidadeLinfóides órgãos, maxilar, sangue, testículos, ovários, intestinos

Relativamente Alta RadiosensibilidadePele e órgãos com células de revetimento epiteliais (córnea,

boca, esofago, rectum, ...)Moderada Radiosensibilidade

Cristalino, estômago, cartilagem, vaculatura finaRelativamente Baixa Radiosensibilidade

Óssos, cartilagens velhas, glândulas salivares, órgãos respiratórios, rins, fígado, pâncreas, tiróide, glândulas em geral

Baixa Radiosensibilidade Músculo, cérebro, espinha dorsal