10 Espectro Emissao Absorcao

RADIAO, ENERGIA E ESPECTROS

As estrelas so muitas vezes classificadas pela cor e, consequentemente, pelas suas temperaturas, usando uma escala que foi imaginada na Universidade de Harvard no princpio do sculo XX.

10 Ano Ensino Secundrio 2

SABEMOS Que a temperatura das estrelas est relacionada com a sua cor

Que a distncia entre dois objetos se pode determinar com grande exatido utilizando o mtodo da triangulao.


SABEMOS


Hipparcos

Hiparco, em grego Hipparkhos, nasceu

em Nicia, foi astrnomo, construtor,

cartgrafo e matemtico grego

da escola de Alexandria, hoje Iznik, na Turquia.

HIPPARCOS significa The High Precision Parallax Collecting

Satellite Foi utilizado para medir com preciso distncias

no universo. O seu sucessor foi GAIA

O Mtodo da triangulao e HIPPARCOS

GAIA ir traar um mapa tridimensional

da Via Lctea, com o objetivo de

conhecer a composio, a formao e a

evoluo da galxia

Mas ser possvel obter informao sobre a composio qumica de estrelas

distantes?

Em 1835, o Filosofo Augusto Conte disse referindo-se ao sol, s estrelas e aos planetas:

Ns podemos determinar as suas formas e suas distncias, os seus tamanhos e os seus movimentos mas nunca seremos capazes de conhecer a sua composio Qumica


a luz proveniente das estrelas permite conhecer alm da sua temperatura tambm os elementos presentes numa estrela, num planeta ou numa galxia.


Augusto Conte estava enganado porque afinal

A energia produzida pelas ESTRELAS emitida atravs de radiao eletromagntica que

percorre o espao vazio.



A radiao eletromagntica que chega Terra fornece, portanto, informao sobre:

A fonte emissora e o meio que teve de atravessar.


Quase toda a energia que a Terra recebe e o ser humano utiliza vem do Sol

sob a forma de radiao. Embora a luz do Sol seja branca quando atravessa certos meios ticos decompe-se numa srie de cores simples ou monocromticas que vo desde o vermelho ao violeta e cuja ordem est relacionada com a energia de cada uma delas. O conjunto destas radiaes simples forma o chamado espetro da luz branca. A luz diz-se policromtica por ser constituda por vrias cores.


A velocidade destas radiaes no vazio 3,0 x108 m/s. No ar praticamente a mesma. Em alguns meios dispersantes as diferentes cores tm diferentes velocidades resultando da a sua disperso ou separao.

O espetro solar e os espetros resultantes de corpos incandescentes

resultam da luz emitida por esses corpos e por isso

denominam-se espetros de emisso.

Histrico Isaac Newton (1642 - 1727)

Qual a

natureza

da luz? A natureza da Luz

Histrico

Isaac Newton (1642 - 1727)

Christian Huygens (1629 - 1695)

EMPATE luz tem comportamento dual


Qual a Natureza da LUZ?

Onda ? Ou partcula?

Neste fenmeno (efeito fotoeltrico)

um foto colide com um tomo de um

metal provocando uma excitao

atmica e arrancando o eletro.

Energia do foto

E = h

Fotes

incidentes Eletres ejetados

Neste fenmeno (difrao) as ondas de luz

passam por um orifcio ou contornam um objeto

cuja dimenso da mesma ordem de grandeza

que o seu comprimento de onda.

metal

As ondas eletromagnticas foram descritas

teoricamente por Maxwell, em 1860, e

detetadas experimentalmente por Hertz

alguns anos mais tarde

partcula

onda


Qual ento a Natureza da LUZ? A Luz tem simultaneamente duplo comportamento: ondulatrio e corpuscular. A luz constituda por partculas os fotes que transportam energia dada pela equao de Planck.

A luz visvel no

corresponde a um

nico tipo de radiao

E = h E energia da radiao h constante de Planck frequncia da radiao

Disperso da Luz


A disperso ocorre porque as diferentes

radiaes eletromagnticas se propagam com

velocidades diferentes nos diferentes meios.

Ao resultado desta decomposio

chamamos espetro (spectrum = imagem)

Porque que ocorre a disperso da Luz? Quando ocorre?

O que o espectro eletromagntico?


Espetro o conjunto de radiaes emitidas ou absorvidas por um determinado material.

Os vrios tipos de radiaes eletromagnticas diferem entre si em vrias propriedades entre elas a frequncia o comprimento de onda a energia que lhe est associada

Esta variedade de radiaes eletromagnticas constitui o

espetro eletromagntico


Penetra a

atmosfera?

Comprimento

de onda () -

em metros

Microond. Infraverm. Visvel Ultraviol. Raios-X Raio Gama

Do tamanho de...

prdios humanos abelha protozorios agulha molculas ncleo atomico tomos

frequncia -

em Hertz

Temperatura

- em Celsius

O ESPECTRO ELETROMAGNTICO

10 Milhes C 10.000 C - 173C - 272C


Espetro eletromagntico


Espetro eletromagntico zona do visvel

Quanto mais elevada for a

temperatura de um corpo mais

elevado o nmero de fotes

emitidos, por unidade de rea

maior a intensidade da

radiao.

Quanto mais elevada for a

temperatura de um corpo maior

o valor da energia da radiao

emitida e maior o

deslocamento para o violeta.

O efeito trmico

da radiao

depende do

nmero de fotes

e da sua energia

logo da sua

frequncia.

Efeito trmico das

radiaes visveis

+

-

As estrelas de cor azul

tm uma temperatura

mais elevada que as

estrelas de cor laranja.


TIPOS DE ESPETROS

Contnuos - so constitudos por uma gama contnua de cores

ou radiaes (espetro solar)

Descontnuos ou de riscas - quando apresentam somente

certos valores de energia (espetros atmicos).

Tipos de Espetros


Contnuos

Alm do Sol outras fontes

luminosas emitem espetros

contnuos mas a intensidade da

luz emitida varia com a cor:

Lmpada de vapor de Hg;

Luz de leitura de cdigo de

barras;

Luz solar;

Lmpada de tungstnio.

A Luz emitida pelo Sol constitui o Espectro Solar


Esta variedade de radiaes constitui o espectro eletromagntico

O espetro de Fraunhofer ou linhas de Fraunhofer so um

conjunto de linhas espetrais, associadas originalmente a faixas

escuras existente no espetro solar, e que foram catalogadas

pelo fsico alemo Joseph von Fraunhofer.


Cada espectro caracterstico de uma substncia e permite identific-la.

Nos espetros de absoro,

a sobreposio das cores

no absorvidas que confere

a cor das solues;

Tipos de Espetros


http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html

Espectro Contnuo Linhas de Emisso

Espectro Contnuo com

linhas de absoro

Fonte de

Espectro Contnuo

Nuvem de Gs

Tipos de Espetros

Nos espetros de emisso,

a sobreposio das cores

emitidas que confere a cor

das chamas;

Espetro de emisso de um tubo de descarga contendo hidrognio

Espectros de emisso emisso de energia pelos eletres


As riscas do espectro dependem dos eletres.

Quanto maior o nmero de eletres de

valncia mais riscas ir ter o espectro, ou

seja, mais complexo o espectro

Comparando o espetro de emisso de uma estrela com o espetro de

um determinado elemento podemos saber se ele est

presente ou no na atmosfera da estrela.

Deslocamento para o vermelho A estrela est a afastar-se do

observador, Terra (consequncia da expanso do universo)

Deslocamento para o violeta

A estrela est a aproximar-se do observador.

1. Inferir sobre a presena ou no de um elemento (descobrindo uma ou vrias linhas de absoro ou emisso).

2. Medir a sua quantidade.

http://astro.if.ufrgs.br/rad/elements/Elements.htm

Hidrognio: linhas caractersticas

A anlise do espetro permite

A relao entre a quantidade de elemento presente e as carateristicas das riscas a seguinte:

1. Quanto mais intensa e mais escura for a linha de absoro, maior a quantidade de elemento.

2. Quanto mais intensa e mais clara for a linha de emisso, maior a quantidade de elemento.

p n p n

emisso

Os tomos e as molculas podem

receber energia por diversos

processos:

Descargas eltricas (colises com eletres).

Aquecimento (colises com outros tomos).

Absoro de energia (aumento de energia dos seus eletres).

O conhecimento que temos dos tomos resultou, em parte, da informao da radiao que absorve ou que emite. O contrrio igualmente vlido - a natureza da

luz foi aprofundada em estudos de interao da radiao com a matria.

Quando a energia fornecida a um

tomo suficientemente grande o

eletro pode mesmo abandonar o

tomo dando-se a remoo

eletrnica.

Einc = Er + EC

EFEITO FOTOELTRICO


Einc = W + EC

Interao da radiao com a matria PERMITE CONHECER A CONSTITUIO DOS MATERIAIS

Einc energia dos fotes incidentes W energia de remoo Ec energia cintica

A remoo eletrnica tambm ocorre para um metal. Quando uma

radiao eletromagntica incide sobre um metal e este liberta eletres

com uma certa energia cintica, obtm-se o chamado efeito fotoeltrico.

No efeito foteltrico ocorre

transformao de energia

radiante em energia eltrica.


EFEITO FOTOELTRICO

Eradiao = Eremoo + Ecintica do eletro

Energia em

excesso que o

eletro transporta

como energia

cintica

Quantidade de

energia incidente

utilizada para

remover o eletro

do tomo.

Eradiao Eremoo

H efeito fotoeltrico

Eradiao < Eremoo

No h efeito fotoeltrico


Phet Efeito Fotoeltrico

Representao esquemtica de uma

clula fotoeltrica

http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric


Clula fotoeltrica

A - Placa metlica ligado

ao polo negativo da fonte

de tenso (pilha).

B - Terminal positivo do

circuito (ligado ao positivo

da fonte de tenso).

Fonte de tenso

Ampermetro

Efeito fotoeltrico

A intensidade de um feixe de fotes corresponde ao nmero de fotes do feixe.

- O nmero de eletres extrados por efeito fotoeltrico depende do nmero de fotes do feixe, ou seja, da intensidade da radiao.

- A energia cintica do eletro extrado por efeito fotoeltrico depende da energia de cada foto, ou seja, da frequncia da radiao.

Sendo assim:

Aplicaes do efeito fotoeltrico

-Na abertura automtica de portas nossa passagem. -Na leitura de bandas sonoras de filmes ou de cdigos de barras. -Nas clulas solares que alimentam as baterias dos satlites artificiais. -Na contagem de pessoas que visitam uma exposio ou assistem a um espetculo. -Em sistemas de alarme. -Etc

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