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30-10-2012
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Sumário
Das Estrelas ao átomo – Unidade temática 1
Espectros, Radiação e Energia
• Emissão da radiação pelas estrelas. Temperatura das estrelas
• Espectros. Tipos de espectros.
• Os espectros emitidos pelas estrelas. Espectros dos átomos dos elementos.
• Verificação de espectros de emissão através de descargas elétricas em tubos de gases rarefeitos.
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Espectros, Radiação e Energia
Emissão da radiação pelas estrelas
A natureza destas e de outras figuras multicolores era desconhecida e encarada como
algo de fantasmagórico.
Por isso lhes chamaram...
ESPECTROS!
Espectros
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Espectros
O arco-íris foi o primeiro espectro a ser observado.
Resulta da decomposição da luz branca.
A luz branca é o resultado da mistura das várias
cores.
Espectros
A luz solar é designada por luz branca por conter todas as radiações visíveis e diz-se policromática
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Um espectro é o conjunto de radiações simples ou monocromáticas, emitidas por
uma fonte de luz, convenientemente separadas.
Espectros
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Fac-símile de Opticks de Newton– Book I, Part II, Plate IV (1704)
Newton estudou de modo sistemático a decomposição da luz solar por um prisma.
(1643-1727)
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Tipos de espectros
ESPECTROS
EMISSÃO ABSORÇÃO
O espectro de absorção é caracterizado por ter linhas negras sobre um fundo
colorido
O espectro de emissão é caracterizado por ter linhas brilhantes sobre um fundo
negro
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Tipos de espectros
ESPECTROS
CONTÍNUOS DESCONTÍNUOS
São espectros que se apresentam sob a forma de riscas brilhantes
e separadas por um fundo negro.
São espectros em que as várias cores se sucedem umas às outras
sem interrupção, estabelecendo-se uma transição gradual entre as várias cores.
Espectros, Radiação e Energia
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Espectros
Espectros de emissão e espectros de absorção
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Espectros
Espectro de emissão do hidrogénio
Espectros, Radiação e Energia
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Espectros
Espectro de emissão e espectro de absorção do hidrogénio
ESPECTRO DE ABSORÇÃO DO ÁTOMO DE H
ESPECTRO DE EMISSÃO DO ÁTOMO DE H
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Espectros
Espectro de emissão e espectro de absorção do hidrogénio e comprimento de onda
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Espectros
Fraunhofer observando espectros
Espectro solar obtido por Fraunhofer em 1814
Joseph von Fraunhofer (1787 – 1826) – alemão
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Espectros
Espectro de absorção solar
As riscas negras resultam da absorção de radiação por elementos presentes na parte mais externa do Sol.
o o
Absorção por elementos
presentes no Sol
Riscas de absorção
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Espectro solar observado com um espectroscópio de alta resolução
A radiação emitida pelo Sol informa-nos
sobre a sua composição química.
Como algumas das riscas coincidem com
as riscas dos espectros de emissão dos
átomos referidos, podemos concluir que
esses átomos estão presentes na
atmosfera solar.
Os espectros identificam os seus
constituintes por comparação com os
espectros dos átomos dos respetivos
elementos obtidos em laboratório.
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Espectros das estrelas
Os espectros das estrelas são espectros descontínuos de riscas de absorção.
Estas riscas correspondentes às energias absorvidas pelos diferentes átomos que se
encontram na zona mais fria da atmosfera da estrela.
A comparação dos espectros põe em evidência a presença de hidrogénio nessa
estrela porque os comprimentos de onda das riscas negras no espectro de absorção
(A) correspondem aos mesmos comprimentos de onda das riscas coloridas do
espectro (B).
Espectro (A) de uma estrela; espectro (B) do hidrogénio.
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Espectros dos átomos dos elementos
Cada átomo ou molécula pode ser identificado pelo seu espectro, diz-se que o
espetro de um átomo é a sua impressão digital. Não há dois átomos com o mesmo
espectro.
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Como são produzidas as linhas ou riscas espectrais?
As linhas espectrais são produzidas quando os eletrões dos átomos ou das moléculas
são excitados através do fornecimento de energia.
Quando um eletrão ocupa o estado de menor energia possível diz-se que o átomo
se encontra no estado fundamental.
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Como são produzidas as linhas ou riscas espectrais?
Ao fornecer energia ao átomo os seus eletrões poderão alterar o seu estado energético,
passando a um estado excitado, que dura alguns instantes. Os eletrões voltam ao seu
estado fundamental, libertando a energia que absorveram sob a forma de radiação,
sendo alguma na zona do visível.
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Prof. Luís Perna
Explicação segundo o modelo de Bohr e para o átomo de hidrogénio
Como são produzidas as linhas ou riscas espectrais?
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Modelo atómico de Bohr
Representação do átomo de hidrogénio segundo o modelo de Bohr
Núcleo
Eletrão
Órbita atómica
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Espectro de absorção
Prof. Luís Perna
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Espectro de absorção
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Espectro de emissão
Prof. Luís Perna
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Espectro de emissão
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As riscas espectrais devem-se à absorção e/ou emissão de energia (fotões) pelo átomo. Esta energia está associada a transições eletrónicas.
Como os átomos absorvem ou emitem fotões de energia específica, então a energia dos níveis de um átomo, entre os quais ocorre uma transição eletrónica, tem um valor específico, ou seja, diz-se que a
energia está quantificada.
Prof. Luís Perna
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Arquitetura do Universo
Espectros dos átomos dos elementos
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TPC
• Não há.
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