Espectros, Radiação e Energia

Os materiais

Estrelas Corpos incandescentes Gases rarefeitos Outros

Radiações

Espectros

Que nos dão informações sobre,

Temperatura e Composição, do

corpo emissor

Cujo conjunto se designa por espectro

electromagnético

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

O conjunto das radiações electromagnéticas constitui o espectro electromagnético.

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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICOsair

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.

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ONDAS

Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas:

; ; T ; A , v

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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);

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• 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).

ONDASsair

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.

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ESPECTRO SOLARsair

Espectros Contínuos de EmissãoEspectros 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.

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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.

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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.

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Espectros de Emissão

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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 .

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Espectros de Absorção

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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.

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Espectros de Emissão/ Absorção

Espectro de absorção do H

Espectro de emissão do H

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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.

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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.

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.

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