Este documento discute espectros e radiação eletromagnética. Explica que espectros revelam informações sobre a temperatura e composição do corpo emissor e descreve o espectro eletromagnético. Detalha as propriedades das ondas eletromagnéticas e discute espectros contínuos de emissão, espectros de emissão de linhas e espectros de absorção. Explica como espectros revelam a composição e temperatura das estrelas.

1. Espectros, Radiação e Energia Radiações Espectros Que nos dão informações sobre, Temperatura e Composição , do corpo emissor Cujo conjunto se designa por espectro electromagnético Os materiais Estrelas Corpos incandescentes Gases rarefeitos Outros

2. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO O conjunto das radiações electromagnéticas constitui o espectro electromagnético. sair

3. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO sair

4. Radiações Electromagnéticas As radiações electromagnéticas, propagam-se em ondas transversais e não necessitam de meio material. As ondas electromagnéticas resultam da vibração de um campo eléctrico e de um campo magnético. sair

5. ONDAS Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas:  ;  ; T ; A , v sair

6. ONDAS Frequência (  ) – Números de voltas por unidade de tempo (Hz=s -1 ); Comprimento de onda (  ) – Distância entre dois pontos consecutivos que se encontrem em fase de vibração (m); Período (T) – Tempo que leva a dar uma volta completa (s); sair

7. Amplitude (A) – Desvio máximo em relação à posição de equilíbrio (m); Velocidade de propagação (v) – Quociente da distância percorrida pelo intervalo de tempo (m/s). ONDAS sair

8. Espectro visível da luz solar A luz branca emitida pelo Sol é na verdade uma luz policromática constituída por várias radiações monocromáticas. À separação da luz branca nas várias radiações chamamos decomposição ou dispersão da luz branca . Ao conjunto das radiações obtidas, projectadas num alvo, chamamos Espectro visível da luz solar. A cada radiação corresponde um valor de energia específico. As radiações visíveis de maior energia são as de cor violeta; as de menor energia são as de cor vermelha. sair

9. ESPECTRO SOLAR sair

10. Espectros Contínuos de Emissão Espectros térmicos Todos os corpos, incandescentes ou não, emitem radiações. Essas radiações originam espectros de emissão contínuos. Estas radiações emitidas conferem-lhe cor, que depende da temperatura a que os corpos se encontram. Quanto maior for a temperatura do corpo mais energéticas são as radiações emitidas (aproximando-se mais do violeta) e diferente será o espectro térmico. O corpo humano também emite radiação, mas como a temperatura é baixa, a radiação emitida é I V, mas pode ser vista nas fotografias de infravermelhos. sair

11. Os espectros térmicos das estrelas O espectro térmico de uma estrela dá-nos informação sobre a temperatura à sua superfície. A luz emitida pelas estrelas é analisada com um espectroscópio (aparelho cuja peça principal é um prisma). As estrelas de cor branco azulado ou esbranquiçadas são as mais quentes, com temperaturas que podem atingir os 40000K. As estrelas de cor avermelhadas são as mais frias com temperaturas de 3500 K. O Sol é uma estrela amarela, em cuja superfície se atingem os 6000 K. sair

12. Espectros de emissão de riscas Quando submetidos a descargas eléctricas, os gases rarefeitos ( a baixa pressão) emitem luz. Observando essa luz com um espectroscópio observa-se um espectro de emissão descontínuo ou de riscas . Esse espectro apresenta um série de riscas coloridas sobre um fundo negro. Elementos diferentes, têm espectros de emissão diferentes. sair

13. Espectros de Emissão sair

14. Espectros de Absorção Quando se coloca uma amostra contendo átomos de um determinado elemento químico no caminho da luz branca, algumas das radiações da luz branca, são absorvidas por esse átomos. No espectro da luz branca vão faltar essas radiações absorvidas, ficando no seu lugar riscas pretas – espectro de absorção de riscas . sair

15. Espectros de Absorção sair

16. Espectros de Emissão/ Absorção As radiações absorvidas pelos átomos de um dado elemento químico têm energia igual às das radiações que constituem o espectro de emissão desse mesmo elemento químico. O espectro de absorção do elemento é o “negativo” do seu espectro de emissão. O espectro de riscas de um dado elemento seja de emissão, seja de absorção é característico desse elemento, constituindo uma espécie de “impressão digital” do mesmo, permitindo reconhecer a sua presença em qualquer material ou na atmosfera das estrela. sair

17. Espectros de Emissão/ Absorção Espectro de absorção do H Espectro de emissão do H sair

18. ESPECTROS sair Espectro de emissão do hélio, obtido da luz de uma galáxia Espectro de emissão do hélio, obtido em laboratório Os espectros contam histórias das estrelas, galáxias, etc., como podemos verificar, por exemplo, pelo espectro do hélio. sair

19. ESPECTRO SOLAR sair O espectro solar, observado com um espectroscópio de alta resolução apresenta riscas escuras (riscas de Fraunhofer); Estas riscas são características dos elementos químicos presentes no Sol.

20. Relação entre as radiações emitidas pelas estrelas, a sua composição e temperatura superficial As riscas escuras observadas no espectro do Sol também se observam noutras estrelas. Assim os espectros das estrelas são simultaneamente espectros de emissão contínuos (espectros térmicos) e espectros de absorção de riscas. O espectro contínuo resulta da emissão de uma vasta gama de radiações de energias muito próximas, resultante das reacções nucleares que ocorrem na estrela. Quando estas radiações atravessam a atmosfera da estrela (cromosfera), algumas são absorvidas pelos átomos e iões aí existentes, originando um espectro de absorção de riscas. As riscas de Fraunhofer também nos dão informações sobre a temperatura da superfície da estrela, pois determinadas partículas só se formam na atmosfera da estrela se a temperatura assim o permitir. sair