Radiação de Corpo Negro

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Este material é parte de uma oficina realizada com turmas do 3º ano do ensino médio. Ela apresenta, de uma forma simples e didática, o fenômeno de Radiação de Corpo Negro. Dando ênfase na elucidação dos conceitos que caracterizam esse fenômeno físico, buscamos aproximar a ciência feita nos laboratórios da conhecida pelos aprendizes.
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Radiação de Corpo Negro

  1. 1. Física Contemporânea<br />
  2. 2. A Física no Final do Século XIX<br /><ul><li> Ao final do século XIX a física parecia ter atingido seu clímax.
  3. 3. Entretanto, existiam problemas não resolvidos:
  4. 4. Novos fenômenos não explicados;
  5. 5. Problemas teóricos e conceituais de fenômenos já estudados.</li></li></ul><li><ul><li> Os problemas da Física no final do século XIX:
  6. 6. Velocidade da luz incidente na Terra
  7. 7. Radiação de Corpo Negro
  8. 8. Interação da Radiação com a Matéria</li></li></ul><li>RADIAÇÃO<br />DE<br />CORPO NEGRO<br />
  9. 9. A Antiga Teoria Quântica: Tópicos de Física Moderna<br />Max Planck<br /><ul><li> 1900/1901 – Radiação de Corpo Negro</li></li></ul><li>Radiação de Corpo Negro: o surgimento do “quantum” de energia<br /><ul><li> Para explicar a natureza da radiação eletromagnética emitida por um corpo negro, Planck apresentou a seguinte hipótese:</li></ul>Um elétron, oscilando com frequência f, emite (ou absorve) uma onda eletromagnética de igual frequência, porém a energia não é emitida (ou absorvida) continuamente, ou não absorve nada.<br />h = constante de Planck = 6,626.10-34 J.s<br />f = frequência da radiação<br />
  10. 10. Radiação Térmica<br /><ul><li> A radiação emitida por um corpo devido a sua temperatura é chamada radiação térmica.
  11. 11. Todo corpo emite esse tipo de radiação para o meio que o cerca, e dele a absorve.</li></li></ul><li>Radiação Térmica<br /><ul><li> Por exemplo, sentimos a emissão de um ferro elétrico ligado, mas não enxergamos as ondas por ele emitidas.</li></li></ul><li>Corpo Negro<br /><ul><li> Aos corpos cujas superfícies absorvem toda a radiação térmica incidente sobre eles dá-se o nome de corpo negro.
  12. 12. O nome é apropriado porque esses corpos não refletem a luz e são negros.</li></li></ul><li>O Sol comporta-se bastante como um Corpo Negro Ideal<br />
  13. 13. Corpo Negro<br /><ul><li> A superfície de um corpo negro é um caso limite, em que toda a energia incidente do exterior é absorvida, e toda a energia incidente do interior é emitida.</li></li></ul><li>O Espectro de Radiação Emitida pelos Corpos<br /><ul><li> Em baixas temperaturas a maior taxa de emissão está na faixa do infravermelho. </li></li></ul><li><ul><li> Porém, aumentando-se gradativamente a temperatura de um corpo, ele começa a emitir luz visível, de início a luz vermelha...</li></li></ul><li>
  14. 14. <ul><li> ... passando a seguir para a amarela, a verde, a azul...</li></li></ul><li>
  15. 15. <ul><li> ... e, em altas temperaturas, a luz branca, chegando à região do ultravioleta do espectro eletromagnético.</li></li></ul><li>
  16. 16. Intensidade da radiação de corpo negro em função do comprimento de onda em diferentes temperaturas.<br />
  17. 17. Gráfico da intensidade da radiação em função do comprimento de onda.<br />
  18. 18. Conclusões<br /><ul><li> Aumentando-se a temperatura, o ponto máximo da intensidade se desloca para comprimentos de onda menores.
  19. 19. Aumentando-se a temperatura, para um dado comprimento de onda, a intensidade da radiação aumenta.</li></li></ul><li>
  20. 20. Implicações Tecnológicas<br /><ul><li> A radiação emitida pelos corpos tem fortes implicações na indústria siderúrgica, auxiliando na confecção de ligas com alta qualidade.</li></li></ul><li>

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