Radiação de Corpo Negro

Este material é parte de uma oficina realizada com turmas do 3º ano do ensino médio. Ela apresenta, de uma forma simples e didática, o fenômeno de Radiação de Corpo Negro. Dando ênfase na elucidação dos conceitos que caracterizam esse fenômeno físico, buscamos aproximar a ciência feita nos laboratórios da conhecida pelos aprendizes.
Boa Leitura!

1. Física Contemporânea

2. A Física no Final do Século XIX Ao final do século XIX a física parecia ter atingido seu clímax. Entretanto, existiam problemas não resolvidos: Novos fenômenos não explicados; Problemas teóricos e conceituais de fenômenos já estudados.

3. Os problemas da Física no final do século XIX: Velocidade da luz incidente na Terra Radiação de Corpo Negro Interação da Radiação com a Matéria

4. RADIAÇÃO DE CORPO NEGRO

5. A Antiga Teoria Quântica: Tópicos de Física Moderna 1900/1901 – Radiação de Corpo Negro Max Planck

6. Radiação de Corpo Negro: o surgimento do “quantum” de energia Para explicar a natureza da radiação eletromagnética emitida por um corpo negro, Planck apresentou a seguinte hipótese: Um elétron, oscilando com frequência f, emite (ou absorve) uma onda eletromagnética de igual frequência, porém a energia não é emitida (ou absorvida) continuamente, ou não absorve nada. h = constante de Planck = 6,626.10 -34 J.s f = frequência da radiação

7. Radiação Térmica A radiação emitid a por um corpo devido a sua temperatura é chamada radiação térmica. Todo corpo emite esse tipo de radiação para o meio que o cerca, e dele a absorve.

8. Radiação Térmica Por exemplo, sentimos a emissão de um ferro elétrico ligado, mas não enxergamos as ondas por ele emitidas.

9. Corpo Negro Aos corpos cujas superfícies absorvem toda a radiação térmica incidente sobre eles dá-se o nome de corpo negro . O nome é apropriado porque esses corpos não refletem a lu z e são negros.

10. O Sol comporta-se bastante como um Corpo Negro Ideal

11. Corpo Negro A superfície de um corpo negro é um caso limite, em que toda a energia incidente do exterior é absorvida, e toda a energia incidente do interior é emitida.

12. O Espectro de Radiação Emitida pelos Corpos Em baixas temperaturas a maior taxa de emissão está na faixa do infravermelho.

13. Porém, aumentando-se gradativamente a temperatura de um corpo, ele começa a emitir luz visível, de início a luz vermelha...

14. ... passando a seguir para a amarela, a verde, a azul...

15. ... e, em altas temperaturas, a luz branca, chegando à região do ultravioleta do espectro eletromagnético.

16. Intensidade da radiação de corpo negro em função do comprimento de onda em diferentes temperaturas.

17. Gráfico da intensidade da radiação em função do comprimento de onda.

18. Conclusões Aumentando-se a temperatura, para um dado comprimento de onda, a intensidade da radiação aumenta. Aumentando-se a temperatura, o ponto máximo da intensidade se desloca para comprimentos de onda menores.

19. Implicações Tecnológicas A radiação emitida pelos corpos tem fortes implicações na indústria siderúrgica, auxiliando na confecção de ligas com alta qualidade.