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Radiação de cargas aceleradas

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Radiação de cargas aceleradas

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Irradiadorideal

Absorvedorideal

Leis de Kirchhoff da radiação térmica

Equlíbrio Termodinâmico

Gustav Robert Kirchhoff (1824--1887)  

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Lei de Stefan-Boltzmann

Potência total irradiada:

Irradiância:

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Lei de Wien

2,898 mm K

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N. Bohr M. Planck

Lei de Planck da Radiação

osciladores

E = h f

h = 6,63 x 10-34 J s

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Catástrofe do ultravioleta

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod6.html

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dν/dλ = − cλ2

Lei de Planck

“Energia quantizada nos osciladores”

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Radiação de fundo do Universo

(Temperatura do Universo)

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Comparação da CMB observada por diferentes satélites:

COBE, WMAP e Planck

CMB Cosmic Microwave Background

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CMB

~ 2.7 K

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Radiação Solar

(Temperatura da Terra)

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Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E.. "Earth's Annual Global Mean Energy Budget". Bulletin of the American Meteorological Association 78: 197-208 (1997).

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Albedo = coeficiente de refletividade difusa da Terra

30 % =

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Transições Eletrônicas

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A teoria de Bohr do átomo de hidrogênio

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Átomo de Hidrogênio

Órbitas Orbitais

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Diagrama de níveis de energia

Representação detransições radiativas

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E

E1

E2

E3

E4

absorção

emissão

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Os espectros de raios X dos elementos químicos

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O espectro característico de raios X

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Radiação de frenagem (Bremsstrahlung)

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Linhas de Balmer

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Aplicação: análise por microscopia eletrônica

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Lei de Moseley

Henry G. J. Moseley (1887-1915)

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A Lei de Moseley

Para o hidrogênio:

Para átomos com mais de 1 elétron:

Para K:

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Fórmula de Larmor , 1897

Joseph Larmor (1857-1942)

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http://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/gallery/20130228-radiationbelts.html

Cinturões de radiação de Van Allen, 1958

Fluxo omnidirecional : 104 – 107 partículas / cm2 s

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Auroras boreal e austral

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Aplicação em fontes de radiação síncrotron: dispositivos.

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CERN, Genebra

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Emissão de Radiação

Fonte: http://www.umich.edu/~radinfo/introduction/popdose.htm

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Madame Marie Curie (1867-1934)

Nobel em Física pela descoberta

da radioatividade

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Decaimentos radioativos

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A descoberta do núcleo

Ernest Rutherford (1911)

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Teste de Modelos Nucleares

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Constituintes nucleares

• Prótons p +e 1,007276 uma• Nêutrons n 0 1,008665 uma• Nucleons: prótons e nêutrons dois estados

da mesma partícula• Notação• Nota: 1 uma = 1,66 x 10-27 kg

NAZ X

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Exercícios e problemas

1E. Um núcleo de ouro tem um raio de 6,23 fm e uma partícula alfa tem um raio de 1,80 fm. Que energia deve ter uma partícula alfa incidente para “encostar” na superfície do núcleo de ouro? A energia potencial elétrica do sistema é dada por U=q1q2/40r.

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Colisão frontal

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Terminologia

Z: número de prótons (número atômico)N: número de nêutronsA: número de massaA = Z + N

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Classificação dos nuclídeosCarta de nuclídeos

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Classificação dos nuclídeos

Carta de nuclídeos

A=23

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Tamanho e proporção dos núcleos

1 femtômetro = 1 fermi = 1 fm = 10-15 m

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Raio Nuclear: Fenomenológico

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Tamanho do núcleo atômico

1 F = 1 Fermi = 10-15 m

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Densidade nuclear

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Massa, energia de ligação e defeito de massa

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Massa dos núcleos

Unidade de massa atômica:

1 u = 1,661 x 10-27 kg

(massa atômica do 12C é exatamente 12 u)

Lembrando:

c2 = 931,5 MeV/u

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FissãoFusão

(energia de ligações)

(energia de ligação por núcleon)

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Massa, energia de ligação e defeito de massa

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Fusão nuclear

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O combustível das estrelas

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/astfus.html - c1

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Fissão nuclear

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Papel Alumínio Chumbo

Saúde humana

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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/radrisk.html

Hyperphysics

Atividade, exposição e dose

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1 gray = 100 rads1 sievert = 100 rem1 becquerel = 27 picocuries ou 2.7 x 10-11 curies1 curie é a atividade de 1 g de Ra-226 ou 3.7 x 1010 desintegrações/segundo (Bq).

1 homem adulto (65 Bq/kg) 4500 Bq1 kg café 1000 Bq

1 kg castanha do Pará 400 Bq1 banana 15 Bq

100 m2 de ar na Australia (Rn) 3000 Bq

100 m2 de ar na Europa (Rn) até 30 000 Bq

Radioisótopo para diagnóstico médico 70 MBq

Radioisótopo fonte para terapias médicas 100 TBq

1 kg uranium 25 MBq

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Exposição Dose absorvida

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Tipo de Radiação Rad Fator Q Rem

Raios X 1 1 1

Raios gama 1 1 1

Partículas beta 1 1 1

Neutrons térmicos 1 5 5

Neutrons rápidos 1 10 10

Partículas alfa 1 20 20

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Alta RadiosensibilidadeLinfóides órgãos, maxilar, sangue, testículos, ovários, intestinos

Relativamente Alta RadiosensibilidadePele e órgãos com células de revetimento epiteliais (córnea,

boca, esofago, rectum, ...)Moderada Radiosensibilidade

Cristalino, estômago, cartilagem, vaculatura finaRelativamente Baixa Radiosensibilidade

Óssos, cartilagens velhas, glândulas salivares, órgãos respiratórios, rins, fígado, pâncreas, tiróide, glândulas em geral

Baixa Radiosensibilidade Músculo, cérebro, espinha dorsal