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Radiação do corpo negro. Espectro da radiação electromagnética. 10 -34 (constante de Planck ) 10 -15 (núcleo) 10 -10 (átomo) 10 -6 (microscópio óptico). Corpo Negro. Um corpo negro absorve toda a radiação nele incidente. Radiação térmica. Não se vê.
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Espectro da radiação electromagnética 10-34 (constante de Planck) 10-15 (núcleo) 10-10 (átomo) 10-6 (microscópio óptico)
Corpo Negro Um corpo negro absorve toda a radiação nele incidente.
Radiação térmica Não se vê Forno para simular o corpo negro
Radiação Térmica • Qualquer corpo a temperaturas superiores ao zero absoluto emite radiações electromagnéticas, por estarem relacionadas com a temperatura a que o corpo se encontra são chamadas radiações térmicas. Por exemplo, “sentimos” a emissão de um ferro eléctrico ligado, mas não vemos as ondas por ele emitidas (ligação). • A “baixas” temperaturas a maior taxa de emissão de radaição situa-se na faixa do infravermelho.
Montagem Experimental Material Forno Colimador Termopilha Multímetro Termístor
Catástrofe dos utlravioletas Como se pode verificar, a esta temperatura o máximo da curva está na região do visível, mas também existe luz com maiores e menores comprimentos de onda. Se arrefecermos o forno o máximo desloca-se para a direita e afasta-se portanto da zona visível (lei do deslocamento de Wien) Na região dos grandes comprimentos de onda, a teoria concordava com a experiência, mas esta concordância era cada vez pior à medida que os comprimentos de onda eram menores
O que estava mal na lei de Raleigh-Jeans? • Essencialmente, a teoria admitia que os átomos das paredes do forno funcionavam como pequenas antenas que emitiam e absorviam a radiação. Quando a cavidade estava em equilíbrio térmico, estas ondas eram estacionárias.
Analogia com a Corda Vibrante • Para explicar este conceito, imagine uma corda fixa num extremo. Pegue na outra extremidade e agite a corda de modo a criar uma onda que se irá propagar ao longo da corda. Ao atingir a outra extremidade, a onda reflecte-se, volta para trás e interfere com a primeira. Desta interferência pode nascer uma onda estacionária quando, apesar da corda continuar a vibrar, os pontos de amplitude máxima e mínima permanecerem nos mesmos locais.
Analogia Com a Corda Vibrante • Com c.d.o grandes só será possível ter ondas estacionárias entre alguns pontos da parede da cavidade. • Para c.d.o cada vez mais pequenos, é cada vez mais fácil encontrar pontos entre os quais se podem estabelecer ondas estacionárias. Não havendo nenhum limite, isto é, quando o comprimento de onda tende para zero, tende para infinito o número de possibilidades de encher a cavidade. Esta cavidade cheia com um número infinito de ondas teria então uma energia infinita.
Explicação de Planck • Planck postulou que a luz, tal como a electricidade, também tinha uma quantidade elementar, posteriormente designada por fotão. Assim, se tivermos uma cavidade com energia total E cheia com luz monocromática, de apenas uma frequência, , ela terá um número inteiro, n, de fotões e cada qual tem energia h . • Com esta hipótese Planck foi capaz de calcular a distribuição da energia no interior da cavidade e reproduzir exactamente os resultados experimentais. http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo1/modulo1/topico2.php
Lei de Stefan - Boltzmann Ajustamento da função potência Lei de stefanBoltzman.xls
Cubo de Leslie Na superfície baça e espelhada predominam os fenómenos de reflexão, o que explica a sua emissividade relativamente baixa. Quanto às superfícies branca e preta, as emissividades resultam praticamente iguais, esta diferenciação ocorre na zona do visível e não na do infravermelho.
Supercondutividade • MagLev
