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Espectros, Radiações e Energia

Adaptado deCorrêa, C. (2007), química, Porto Editora

por Marília Peres 2007/2008

A natureza destas e de outras figuras multicolores

era desconhecida e encarada

como algo de fantasmagórico.

Por isso lhes chamaram ...

ESPECTROS!

Espectros. Espectros de emissão e de absorção.

O arco-íris foi o primeiro espectro observado.Resulta da decomposição da luz branca.

A luz branca é o resultado da mistura das várias cores do arco-íris

Fac-símile

de Opticks de Newton–

Book I, Part II, Plate IV (1704)

Newton estudou de modo sistemático a decomposição da luz solar.

ESPECTROS

Contínuos

Descontínuos ou de riscas

He

TIPOS DE ESPECTROS

Se o espectro solar for observado em espectroscópios mais potentes, encontra-se uma série de riscas negras (riscas de absorção).

São as riscas de Fraunhofer

Espectro solar obtido por Fraunhofer em 1814

Fraunhofer observando

espectros

As riscas negras resultam da absorção de radiaçãopor elementos presentes na parte mais externa do Sol

o o

Absorção por elementos presentes no Sol

Riscas de absorção

Temos assim:

ESPECTROS

de emissão:

de absorção:

% Absorção0

Espectro de absorção

(riscas)

Substância que absorve certas radiações

Energia

Cada elemento tem um espectro de emissão próprio.

As riscas características são as suas “impressões digitais” (como um código de barras). Hidrogénio

Hélio

Sódio

Ferro

Comprimento de onda

Se um pouco de um dado elemento X for atravessado por luz branca, o elemento absorve as mesmas radiações (mesma energia)

que é capaz de emitir.

Emissão

Luz branca Absorção

X

X

λ1 λ2 λ3X excitado

λ1 λ2 λ3

Espectro de emissão

Espectro de absorção

O fogo de artifício resulta da emissão de luz de várias cores por parte dos átomos excitados pelo calor libertado na combustão

dos foguetes.

Sais de potássio VioletaSais de sódio AmarelaSais de lítio Vermelho-carmesim Sais de bário Verde-amarelado Sais de estrôncio CarmesimSais de cálcio Vermelha-alaranjadaSais de magnésio Branco brilhanteSais de cobre(II) Verde

SAIS COR da CHAMA

As cores conferidas às chamas utilizam-se na análise elementar por via seca (ensaios de chama).

O espectro electromagnético. Comparação das radiações quanto à sua energia e efeito térmico

Visível? ?

Há. A luz visível é apenas uma pequena parte das radiações electromagnéticas.

Haverá radiações para cada um dos lados do visível?

Comprimento de onda

A luz visível é apenas uma pequena parte das radiações electromagnéticas.

As radiações ultravioletas (UV) são ....?..... energéticas que as visíveis; podem iniciar várias reacções químicas (por ex. Impressionar uma chapa fotográfica).

Todas as radiações transportam ......?......

mais

As radiações infravermelhas (IV) são menos energéticas que as ...............?................... ; manifestam-se sob a forma de calor.

visíveis e ultravioletas;

ENERGIA.

As radiações ultravioletas (UV) têm comprimentos de onda menores que as visíveis.

UVIV

A

B> λ< λ

As radiações infravermelhas (IV) têm comprimentos de onda maiores que as visíveis.

A intensidade* das radiações depende da fonte e do comprimento de onda (cor).

*A intensidade de uma radiação é proporcional ao número de fotões emitidos por unidade de tempo

Como será possível saber que elementos existem no Sol e noutras estrelas mais longínquas?

Resposta: a partir da análise dos espectros de emissão e de absorção da luz proveniente dessas estrelas.

Se uma dada estrela emite luz com esta composição:

certamente que contém .......?........

Espectro de emissão do H

Espectro de emissão de um elemento X

λ

λ

λ

hidrogénio

Comparando os espectro de um dado elemento na Terra com o espectro desse elemento na luz proveniente das estrelas verifica-se que a posição de todas as riscas no espectro estrelar está um pouco desviada no sentido do vermelho, ou seja, no sentido das radiações de maior comprimento de onda.

Este efeito é uma consequência da estrela se estar a afastar, ou seja, da expansão do Universo.

Espectro do elemento na Terra:

Espectro do elemento na estrela:

λ

Red shift