1. A energia produzida pelas estrelas é emitida através de radiação
eletromagnética que percorre o espaço vazio.
Essa radiação, que é recolhida na Terra fornece informação sobre a fonte
emissora e sobre o meio onde passou até chegar a nós.
Espetros, Radiações e energia
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O arco-íris foi o primeiro espetro observado. Resulta da decomposição da
luz branca.
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2. A luz branca é o resultado da mistura das várias cores do arco-íris
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O fenómeno de dispersão ocorre porque, apesar de a luz viajar no vazio a uma velocidade
de 3,0x10-8 m/s, isso não sucede nos materiais como o vidro ou a água. Nestes as
diferentes radiações monocromáticas (cores) atravessam a diferentes velocidades, sendo,
por isso, dispersas.
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3. A luz ou radiação visível é apenas uma pequena parte das radiações
eletromagnéticas. Ao espetro total chama-se Espetro eletromagnético.
4
4. 5
Ondas eletromagnéticas - são geradas por cargas elétricas oscilantes e
não necessitam de um meio material para se propagarem (podem propagar-
se no vácuo). Exemplos: Ondas de rádio, de televisão, de luz.
Podem definir-se algumas características essenciais para a onda, tais
como:
Período (𝑇);
Comprimento de onda ( 𝜆 );
Frequência (𝑓);
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5. Período de vibração
O Período de Vibração é o tempo necessário para que uma partícula efetue
uma vibração completa.
• Símbolo – 𝑇
• Unidade SI – segundos (s)
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6. Frequência de Vibração
A Frequência de vibração corresponde ao número de vibrações completas
que uma partícula efetua em apenas 1 segundo.
• Símbolo - 𝑓
• Unidade SI – Hertz (Hz)
A frequência é o inverso do período da vibração
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7. Comprimento de onda
Corresponde à distância entre duas partículas consecutivas na mesma fase
de vibração.
• Símbolo – λ
• Unidade SI – metro (m)
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8. Maior o comprimento de onda
Menor a frequência
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c = x f
Relação entre comprimento de onda, frequência e velocidade de propagação
da luz (c).
Velocidade da luz – 3 x 108 m/s
Comprimento de onda (m)
Frequência (Hz)
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9. Energia de um fotão
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Maior
frequência
Maior
energia
E = h x fEnergia da radiação (J)
Constante de Planck
(h=6,63x10-34 Js)
Frequência (Hz)
10. Espetro eletromagnético
Quando utilizamos as telecomunicações recorremos à radiação
eletromagnética, mas ao ouvir um programa de rádio ou aquecer chá num
micro-ondas também se está a tirar partido da existência de radiações
eletromagnéticas.
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11. Da análise do espetro eletromagnético verificamos que…
Existem diferentes tipos de radiação: raios X, raios ,
UV, …
Da radiação visível, a luz vermelha é a menos
energética e a luz violeta a mais energética;
A radiação UV é mais energética que a visível e a
radiação infravermelha é menos energética que a
visível.
Todas as radiações transportam energia.
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Maior energia
Maior
frequência
Menor
comprimento
de onda
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12. Radiações Eletromagnéticas
Todos os corpos quentes, incluindo o corpo humano, emitem
radiações infravermelhas. 13
Os corpos emitem radiações:
Se a temperatura é mais baixa, as radiações emitidas são
vermelhas.
Se a temperatura aumentar, as radiações emitidas têm mais energia
e o espectro térmico será diferente, ficando com mais amarelos e
verdes e depois com mais azuis e violetas.
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13. Exercício
Classifique cada uma das afirmações em verdadeira (V) ou falsa (F).
A. No vácuo, as radiações UV propagam-se com menor velocidade do que as radiações
visíveis.
B. O corpo humano não emite radiação.
C. O espectro eletromagnético não é constituído somente pelas radiações visíveis.
D. A luz visível é constituída por radiações com diferentes energias.
E. A energia dos fotões da radiação visível é maior do que a dos fotões de
infravermelho.
F. Quanto menor é o comprimento de onda de uma radiação eletromagnética, menor é a
energia da radiação. 14
F
F
V
V
V
F
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14. O conjunto de radiações de cores diferentes que se obtém na dispersão da
luz chama-se espetro luminoso.
Nota:
A dispersão da luz solar origina o espetro solar.
O espetro solar é um espetro contínuo porque é constituído por radiações de todos os
valores de frequência na região visível.
Espetro luminoso
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15. Espetro contínuo – As várias cores sucedem-se umas às outras sem
qualquer rutura, estabelecendo-se uma transição gradual entre as várias
cores que correspondem a um conjunto de radiações que se sucedem
sem interrupção.
Ex: Espetro solar, lâmpadas incandescência, metais ao rubro
Tipos de espetros
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16. DE EMISSÃO - são formados por um conjunto de riscas ou bandas
coloridas sobre um fundo negro.
Cada risca corresponde à emissão de radiação com um determinado
valor de energia (que se relaciona com uma cor).
Espetros descontínuos
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17. DE ABSORÇÃO – são formados por um conjunto de riscas pretas sobre
um fundo colorido.
Cada risca corresponde a radiação que foi absorvida pelo átomo, ficando
no seu lugar riscas pretas.
Espetros descontínuos
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18. Espetro de
absorção
Espetro de
emissão
Por que razão as riscas são coincidentes?
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Emissão/Absorção
Para um mesmo elemento, as energias de absorção e de emissão
são as mesmas logo as frequências correspondentes às riscas
também são as mesmas. O espectro de absorção de um
elemento é o “negativo” do seu
espectro de emissão.
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19. O espetro de riscas de um elemento é característico desse elemento, é
a sua impressão digital;
Sódio
Ferro
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Cada elemento tem o seu único espetro. Este é sempre o mesmo quer
o elemento esteja combinado com outros elementos em diferentes
compostos químicos, quer esteja isolado;
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20. Para um mesmo elemento, as energias de absorção e de emissão são
as mesmas o que significa que se sobrepusermos os 2 espetros
obtemos um espetro contínuo.
Sódio
Ferro
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21. Espetro da luz solar
O espetro da luz solar é um espetro de emissão contínuo
Emissão, porque as radiações
que o formam são emitidas
(libertadas) pela superfície do
Sol;
Contínuo, porque é um conjunto
de cores sem interrupções.
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22. Quando a temperatura é mais alta, libertam-se
radiações violetas, que têm mais energia.
Quando a temperatura é mais baixa, libertam-se
radiações vermelhas, que têm menos energia.
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Estas radiações são responsáveis pela cor do corpo.
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23. Espetros de Emissão Contínuos
Quando a temperatura aumenta muito, a cor do corpo
torna-se branca, porque emite radiações de todas as cores.
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24. Espetros Térmicos das Estrelas
• As estrelas têm cores diferentes porque emitem radiações
diferentes.
• Os seus espetros são contínuos (espetros térmicos) e são
diferentes (têm temperaturas diferentes).
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O espetro duma estrela permite saber a sua temperatura.
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25. As estrelas de cor branco-
azulado, que emitem mais
radiações violetas e azuis
(mais energéticas), são mais
quentes (ex: 40000 K).
As estrelas vermelhas, que
emitem mais radiações
vermelhas (menos energéticas),
são mais frias (ex: 3500 K).
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26. O Sol é uma estrela amarela, cujo espectro contínuo tem todas as
radiações visíveis, sendo mais brilhante na zona das radiações verdes
e amarelas.
A temperatura da superfície (fotosfera) é cerca de 6000 K.
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27. O espetro solar é contínuo
Se o espetro solar for observado em espetroscópios mais potentes,
encontra-se uma série de riscas negras (riscas de absorção).
São as riscas de Fraunhofer
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Espetro solar
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28. As riscas negras resultam da absorção de radiação por elementos
presentes na parte mais externa do Sol
Riscas de Fraunhofer
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29. Será possível saber que elementos existem no Sol e
noutras estrelas mais longínquas?
Analisando os espetros de emissão da luz proveniente dessas estrelas é
possível saber quais os elementos que as constituem.
De_que_sao_feitas_estrelas.pps
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30. O fogo de artifício resulta da emissão de luz de várias cores por parte
dos átomos excitados pelo calor libertado na combustão dos foguetes.
Análise elementar por via seca
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31. Sais de potássio
Sais de sódio
Sais de lítio
Sais de bário
Sais de estrôncio
Sais de cálcio
Sais de magnésio
Sais de cobre(II)
SAIS
Violeta
Amarela
Vermelho-carmesim
Verde-amarelado
Carmesim
Vermelha-alaranjada
Branco brilhante
Verde
COR da CHAMA
Análise elementar por via seca
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32. Espetro de um
elemento na luz
proveniente das
estrelas
Comparando Espetro elemento
A posição de todas as
riscas no espetro
estrelar está um pouco
desviada no sentido do
vermelho,
Desviada no sentido
das radiações de maior
comprimento de onda.
(redshift)
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Consequência da estrela se estar a afastar, ou seja, da expansão do Universo.
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33. Efeito Fotoelétrico
Os eletrões de um átomo podem ser
libertados (removidos) se receberem
uma certa quantidade de energia.
Heinrich Hertz (1857-1894), físico alemão.
Foi o primeiro cientista a detetar as ondas eletromagnéticas.
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34. Efeito Fotoelétrico
Einstein explicou o efeito fotoeléctrico:
• A luz é um feixe de fotões;
• Cada fotão choca com um eletrão.
• Se tiver energia suficiente, o fotão remove o eletrão do átomo.
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35. Energia remoção/ionização
Energia de remoção - Energia mínima necessária para remover um
eletrão de um átomo. A unidade de medida do SI é o joule por eletrão
(J/e).
Energia de ionização - Energia necessária para remover o eletrão mais
exterior, que tem menor energia de remoção.
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𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎çã𝑜 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑟𝑒𝑚𝑜çã𝑜 + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎
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36. A energia do fotão é maior
quando a frequência ()
da luz é maior e quando o
seu comprimento de onda
() é menor.
Se a energia da luz for
superior à energia de
remoção,
o eletrão é removido com
energia em excesso (energia
cinética) e fica em
movimento.
Se a energia da luz for igual
à energia de remoção, o
eletrão é removido sem
energia cinética (Ec = 0 J) e
fica parado.
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37. Quanto
maior a
energia
incidente
Maior a energia cinética
do eletrão ejetado.
Maior a velocidade do
eletrão.
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38. Energia ≠ Intensidade
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O número de eletrões removidos é maior quando o número de
fotões (intensidade da luz) é maior.
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39. Efeito Fotoelétrico
Uma célula fotoeléctrica é um aparelho que só permite a passagem
de corrente eléctrica se receber luz com energia suficiente.
• As células fotoelétricas são utilizadas nas portas automáticas, nas
portas dos elevadores, nos alarmes…
• Ex: quando a luz da célula que completa o circuito elétrico é
interrompida por uma pessoa, a porta abre ou o alarme toca.
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40. 41
Não há passagem de
corrente elétrica entre A e
B.
Há passagem de corrente
elétrica, pois a luz provoca
o efeito fotoelétrico no
metal e os eletrões
removidos completam o
circuito elétrico.
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