Download - 10 Espectro Emissao Absorcao
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RADIAO, ENERGIA E ESPECTROS
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As estrelas so muitas vezes classificadas pela cor e, consequentemente, pelas suas temperaturas, usando uma escala que foi imaginada na Universidade de Harvard no princpio do sculo XX.
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SABEMOS Que a temperatura das estrelas est relacionada com a sua cor
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Que a distncia entre dois objetos se pode determinar com grande exatido utilizando o mtodo da triangulao.
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SABEMOS
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Hipparcos
Hiparco, em grego Hipparkhos, nasceu
em Nicia, foi astrnomo, construtor,
cartgrafo e matemtico grego
da escola de Alexandria, hoje Iznik, na Turquia.
HIPPARCOS significa The High Precision Parallax Collecting
Satellite Foi utilizado para medir com preciso distncias
no universo. O seu sucessor foi GAIA
O Mtodo da triangulao e HIPPARCOS
GAIA ir traar um mapa tridimensional
da Via Lctea, com o objetivo de
conhecer a composio, a formao e a
evoluo da galxia
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Mas ser possvel obter informao sobre a composio qumica de estrelas
distantes?
Em 1835, o Filosofo Augusto Conte disse referindo-se ao sol, s estrelas e aos planetas:
Ns podemos determinar as suas formas e suas distncias, os seus tamanhos e os seus movimentos mas nunca seremos capazes de conhecer a sua composio Qumica
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a luz proveniente das estrelas permite conhecer alm da sua temperatura tambm os elementos presentes numa estrela, num planeta ou numa galxia.
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Augusto Conte estava enganado porque afinal
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A energia produzida pelas ESTRELAS emitida atravs de radiao eletromagntica que
percorre o espao vazio.
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A radiao eletromagntica que chega Terra fornece, portanto, informao sobre:
A fonte emissora e o meio que teve de atravessar.
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Quase toda a energia que a Terra recebe e o ser humano utiliza vem do Sol
sob a forma de radiao. Embora a luz do Sol seja branca quando atravessa certos meios ticos decompe-se numa srie de cores simples ou monocromticas que vo desde o vermelho ao violeta e cuja ordem est relacionada com a energia de cada uma delas. O conjunto destas radiaes simples forma o chamado espetro da luz branca. A luz diz-se policromtica por ser constituda por vrias cores.
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A velocidade destas radiaes no vazio 3,0 x108 m/s. No ar praticamente a mesma. Em alguns meios dispersantes as diferentes cores tm diferentes velocidades resultando da a sua disperso ou separao.
O espetro solar e os espetros resultantes de corpos incandescentes
resultam da luz emitida por esses corpos e por isso
denominam-se espetros de emisso.
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Histrico Isaac Newton (1642 - 1727)
Qual a
natureza
da luz? A natureza da Luz
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Histrico
Isaac Newton (1642 - 1727)
Christian Huygens (1629 - 1695)
EMPATE luz tem comportamento dual
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Qual a Natureza da LUZ?
Onda ? Ou partcula?
Neste fenmeno (efeito fotoeltrico)
um foto colide com um tomo de um
metal provocando uma excitao
atmica e arrancando o eletro.
Energia do foto
E = h
Fotes
incidentes Eletres ejetados
Neste fenmeno (difrao) as ondas de luz
passam por um orifcio ou contornam um objeto
cuja dimenso da mesma ordem de grandeza
que o seu comprimento de onda.
metal
As ondas eletromagnticas foram descritas
teoricamente por Maxwell, em 1860, e
detetadas experimentalmente por Hertz
alguns anos mais tarde
partcula
onda
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Qual ento a Natureza da LUZ? A Luz tem simultaneamente duplo comportamento: ondulatrio e corpuscular. A luz constituda por partculas os fotes que transportam energia dada pela equao de Planck.
A luz visvel no
corresponde a um
nico tipo de radiao
E = h E energia da radiao h constante de Planck frequncia da radiao
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Disperso da Luz
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A disperso ocorre porque as diferentes
radiaes eletromagnticas se propagam com
velocidades diferentes nos diferentes meios.
Ao resultado desta decomposio
chamamos espetro (spectrum = imagem)
Porque que ocorre a disperso da Luz? Quando ocorre?
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O que o espectro eletromagntico?
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Espetro o conjunto de radiaes emitidas ou absorvidas por um determinado material.
Os vrios tipos de radiaes eletromagnticas diferem entre si em vrias propriedades entre elas a frequncia o comprimento de onda a energia que lhe est associada
Esta variedade de radiaes eletromagnticas constitui o
espetro eletromagntico
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Penetra a
atmosfera?
Comprimento
de onda () -
em metros
Microond. Infraverm. Visvel Ultraviol. Raios-X Raio Gama
Do tamanho de...
prdios humanos abelha protozorios agulha molculas ncleo atomico tomos
frequncia -
em Hertz
Temperatura
- em Celsius
O ESPECTRO ELETROMAGNTICO
10 Milhes C 10.000 C - 173C - 272C
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Espetro eletromagntico
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Espetro eletromagntico zona do visvel
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Quanto mais elevada for a
temperatura de um corpo mais
elevado o nmero de fotes
emitidos, por unidade de rea
maior a intensidade da
radiao.
Quanto mais elevada for a
temperatura de um corpo maior
o valor da energia da radiao
emitida e maior o
deslocamento para o violeta.
O efeito trmico
da radiao
depende do
nmero de fotes
e da sua energia
logo da sua
frequncia.
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Efeito trmico das
radiaes visveis
+
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As estrelas de cor azul
tm uma temperatura
mais elevada que as
estrelas de cor laranja.
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TIPOS DE ESPETROS
Contnuos - so constitudos por uma gama contnua de cores
ou radiaes (espetro solar)
Descontnuos ou de riscas - quando apresentam somente
certos valores de energia (espetros atmicos).
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Tipos de Espetros
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Contnuos
Alm do Sol outras fontes
luminosas emitem espetros
contnuos mas a intensidade da
luz emitida varia com a cor:
Lmpada de vapor de Hg;
Luz de leitura de cdigo de
barras;
Luz solar;
Lmpada de tungstnio.
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A Luz emitida pelo Sol constitui o Espectro Solar
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Esta variedade de radiaes constitui o espectro eletromagntico
O espetro de Fraunhofer ou linhas de Fraunhofer so um
conjunto de linhas espetrais, associadas originalmente a faixas
escuras existente no espetro solar, e que foram catalogadas
pelo fsico alemo Joseph von Fraunhofer.
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Cada espectro caracterstico de uma substncia e permite identific-la.
Nos espetros de absoro,
a sobreposio das cores
no absorvidas que confere
a cor das solues;
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Tipos de Espetros
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http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html
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Espectro Contnuo Linhas de Emisso
Espectro Contnuo com
linhas de absoro
Fonte de
Espectro Contnuo
Nuvem de Gs
Tipos de Espetros
Nos espetros de emisso,
a sobreposio das cores
emitidas que confere a cor
das chamas;
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Espetro de emisso de um tubo de descarga contendo hidrognio
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Espectros de emisso emisso de energia pelos eletres
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As riscas do espectro dependem dos eletres.
Quanto maior o nmero de eletres de
valncia mais riscas ir ter o espectro, ou
seja, mais complexo o espectro
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Comparando o espetro de emisso de uma estrela com o espetro de
um determinado elemento podemos saber se ele est
presente ou no na atmosfera da estrela.
Deslocamento para o vermelho A estrela est a afastar-se do
observador, Terra (consequncia da expanso do universo)
Deslocamento para o violeta
A estrela est a aproximar-se do observador.
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1. Inferir sobre a presena ou no de um elemento (descobrindo uma ou vrias linhas de absoro ou emisso).
2. Medir a sua quantidade.
http://astro.if.ufrgs.br/rad/elements/Elements.htm
Hidrognio: linhas caractersticas
A anlise do espetro permite
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A relao entre a quantidade de elemento presente e as carateristicas das riscas a seguinte:
1. Quanto mais intensa e mais escura for a linha de absoro, maior a quantidade de elemento.
2. Quanto mais intensa e mais clara for a linha de emisso, maior a quantidade de elemento.
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p n p n
emisso
Os tomos e as molculas podem
receber energia por diversos
processos:
Descargas eltricas (colises com eletres).
Aquecimento (colises com outros tomos).
Absoro de energia (aumento de energia dos seus eletres).
O conhecimento que temos dos tomos resultou, em parte, da informao da radiao que absorve ou que emite. O contrrio igualmente vlido - a natureza da
luz foi aprofundada em estudos de interao da radiao com a matria.
Quando a energia fornecida a um
tomo suficientemente grande o
eletro pode mesmo abandonar o
tomo dando-se a remoo
eletrnica.
Einc = Er + EC
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EFEITO FOTOELTRICO
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Einc = W + EC
Interao da radiao com a matria PERMITE CONHECER A CONSTITUIO DOS MATERIAIS
Einc energia dos fotes incidentes W energia de remoo Ec energia cintica
A remoo eletrnica tambm ocorre para um metal. Quando uma
radiao eletromagntica incide sobre um metal e este liberta eletres
com uma certa energia cintica, obtm-se o chamado efeito fotoeltrico.
No efeito foteltrico ocorre
transformao de energia
radiante em energia eltrica.
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EFEITO FOTOELTRICO
Eradiao = Eremoo + Ecintica do eletro
Energia em
excesso que o
eletro transporta
como energia
cintica
Quantidade de
energia incidente
utilizada para
remover o eletro
do tomo.
Eradiao Eremoo
H efeito fotoeltrico
Eradiao < Eremoo
No h efeito fotoeltrico
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10 Ano Ensino Secundrio 40
Phet Efeito Fotoeltrico
Representao esquemtica de uma
clula fotoeltrica
http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric
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10 Ano Ensino Secundrio 41
Clula fotoeltrica
A - Placa metlica ligado
ao polo negativo da fonte
de tenso (pilha).
B - Terminal positivo do
circuito (ligado ao positivo
da fonte de tenso).
Fonte de tenso
Ampermetro
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Efeito fotoeltrico
A intensidade de um feixe de fotes corresponde ao nmero de fotes do feixe.
- O nmero de eletres extrados por efeito fotoeltrico depende do nmero de fotes do feixe, ou seja, da intensidade da radiao.
- A energia cintica do eletro extrado por efeito fotoeltrico depende da energia de cada foto, ou seja, da frequncia da radiao.
Sendo assim:
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Aplicaes do efeito fotoeltrico
-Na abertura automtica de portas nossa passagem. -Na leitura de bandas sonoras de filmes ou de cdigos de barras. -Nas clulas solares que alimentam as baterias dos satlites artificiais. -Na contagem de pessoas que visitam uma exposio ou assistem a um espetculo. -Em sistemas de alarme. -Etc
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Fim