Professor: D. Sc. João Paulo Bestete de Oliveira

CLIMATOLOGIA

Radiação solar

Sol x Terra

• massa 332.900 vezes maior

• volume 1.300.000 vezes maior

• A distância da Terra ao Sol écerca de 150.000.000 Km

• Temperatura: 5780 K

Sistema Solar

Componente Massa (%)

Sol 99,85

Júpiter 0,10

Demais planetas 0,04

Elemento Z A % em massa % em nº de partículas

H 1 1 70,57 91,20

He 2 4 27,52 8,70

O 8 16 0,96 0,08

C 6 12 0,03 0,04

Tabela. Composição do Sol

Sequência das reações nucleares queresultam na fusão do núcleo dehidrogênio em núcleo de hélio

Vídeo 1 Vídeo 2

Vento solar

Como essa energia (radiação beta) é emitida e se propaga?

Esta questão foi elucidada por Albert Einstein, em 1905, ao afirmarque a radiação solar se propaga por meio de pequenos pulsos oufeixes de fótons – quanta (plural de quantum) – individuais. Essateoria foi denominada corpuscular.

Planck descobriu que os quanta associados a uma determinadafrequência (f) da radiação possuem todos a mesma energia e queesta energia (E) é diretamente proporcional à frequência.

Natureza da Radiação Solar

fhE fc chE

Em que:f = frequência, em HZ;h = constante de Planck, de 6,63 x 10-34 Js-1;c = velocidade da luz, de 3 x 108 ms-1;

= comprimento de onda , em m;E = energia, em J.

CONCLUSÃO

a) Quanto maior a energia, menor será o comprimento de ondab) Quanto maior o comprimento de onda, menor será a frequência da radiação

Natureza da Radiação Solar

Hoje, sabe-se, pela teoria quântica, que um elétron quando absorveenergia do meio salta de um nível de energia (camada ousubcamada orbital) mais próximo do núcleo para um outro maisafastado, tornando-se o átomo instável e carregado negativamente.Para voltar à sua estabilidade, o elétron transfere esta energia paraoutros átomos ou para o meio, por um processo de transferência deenergia.

Natureza da Radiação Solar

Esquema mostrando a emissão de fótons

Ondas são perturbações periódicas, ou oscilações de partículas ou doespaço, por meio das quais muitas formas de energia se propagam apartir de suas fontes

Se a energia se propaga no espaço, de que maneira ocorre essa propagação?

Esse fato pode ser elucidado pela teoria ondulatória, segundo a qual, a radiação solar se propaga em linha reta, por meio de um campo eletromagnético em movimento ondulatório.

Conceito de ondas?

OBSERVAÇÕES

A) Uma onda não propaga matéria;B) As ondas propagam apenas energia, que é transferida por meio de átomos e

moléculas da matéria.C) De modo geral as ondas necessitam de um meio material para se propagarem, exceto

as eletromagnéticas, que se propagam no vácuo;

A onda possui uma frequência e um comprimento. A frequênciacorresponde ao número de vezes que ela passa por um ponto do espaçoem determinado intervalo de tempo, ou seja, ao número de oscilações queela emite por unidade de tempo em relação a um ponto. A frequência égeralmente expressa em ciclos por segundos ou Hertz. O comprimentoindica a distância entre dois pontos semelhantes de onda, dado emmetros.

Esquema para mostrar uma onda senoidal

Ondas Eletromagnéticas

Entre duas cargas elétricas em movimento existem o campo elétrico eo magnético perpendiculares entre si, ou seja, criam-se um campoelétrico e um campo magnético

Esquema de uma onda eletromagnética: campo elétrico (E), campo magnético (M) e

sentido de propagação (C)

http://www.walter-fendt.de/ph14br/emwave_br.htm

Unidades de Medida da Radiação Eletromagnética

m) 10 A(1 Ângstrom

m) 10 (1nm Nanômetrom) 10 m(1 Micrômetro

:metro do osSubmúltiplgama)raiosetaultraviole visível,elho,(infravermondadeocompriment

10-o

9-

6-

Pequeno

onda) de to(comprimen m .10 2,997925 = Hz 1

Hz) 10 GHz(1 Gigahertz

Hz) 10 (1 MegahertzHz) 10 (1KHz Quilohertz

:Hertz do múltiplosmicoondas) e rádio de (ondas onda de ocompriment

8

9o

6

3

MHz

Grande

TIPOS DE RADIAÇÃO

RADIAÇÃO GAMA: emitida por materiais radiativos e pelo Sol. Localiza-se noespectro eletromagnético antes dos raios X, ou seja, aquém de 1 ângstrom. Possuialtas frequências e, por isso, é muito penetrante (alta energia). Na prática temaplicação na medicina (radioterapia) e em processos industriais, principalmente naconservação de alimentos.

RAIOS X: radiações cujas frequências de onda estão acima das da radiaçãoultravioleta, ou seja, possuem comprimentos de ondas menores. São muitosusados em radiografias e em estudos de estruturas cristalinas de sólidos. Os raios Xprovenientes do Sol são absorvidos pelos gases na alta atmosfera.

RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA: conjunto de radiações compreendidas na faixa de 0,01 a0,38 micrômetros. Estas radiações são muito produzidas durante as reações nuclearesno Sol. Entretanto, ao atingir o topo da atmosfera terrestre, são quase totalmenteabsorvidas pelo gás ozônio (O3). O espectro do UV é dividido em três bandas: UVpróximo (0,3 a 0,38 micrômetros), UV distante (0,2 a 0,3 micrômetro) e UV máximo (0,1a 0,2 micrômetro).

Radiação visível (luz)

Conjunto de radiações eletromagnéticas compreendidas entre 0,39 e0,70 micrômetros. As radiações contidas nesta faixa de comprimentode onda, ao incidirem no sistema visual humano, são capazes deprovocar uma sensação de cor no cérebro.

Formação do arco-íris. Decomposição da luz brancaatravés de um prisma

Separação das cores

Radiação visível (luz)

0,620 a 0,700620 a 700Vermelha

0,592 a 0,620592 a 620Laranja

0,578 a 0,592578 a 592Amarela

0,500 a 0,578500 a 578Verde

0,446 a 0,500446 a 500Azul0,400 a 0,446400 a 446Violeta

Micrômetro ( m)Nanômetro (nm)Comprimento de ondaCor

Radiação Infravermelha (IV)Conjunto de radiações eletromagnéticas cujos comprimentos de ondavariam de 0,7 a 1.000 micrômetros. Situam-se no espectroeletromagnético entre a luz vermelha e as microondas; às vezes recebema denominação de radiação térmica. Esta radiação é dividida em trêsfaixas:

IV próximo 0,7 a 1,1 micrômetrosIV médio 1,1 a 3,0 micrômetros

IV distante 3,0 a 1.000 micrômetros

MicroondasRadiações eletromagnéticas que se estendem pela região do espectro de1.000 micrômetros até cerca de 1 x 10-6 micrômetros (1 m). Sãocomumente referenciadas em Hertz e seus múltiplos, estando, nestecaso, compreendidas entre 300 GHz a 300 MHz.

Ondas de rádio

Conjunto de radiações eletromagnéticas com frequências menores que300 MHz (comprimento de onda maior que 1 m). Estas ondas sãoutilizadas principalmente em telecomunicação e radiodifusão.

Conjunto de todas as radiações, desde os raios gama até as ondas derádio, que nada mais é do que a ordenação das radiações em funçãodo comprimento de onda e da frequência.

Espectro eletromagnéticoCONCLUSÃO