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quarta-feira, 25 de novembro de 2015

Radiação do corpo negro

Um dos assuntos mais interessantes da física é a radiação do corpo negro. Foi através deste tópico que originou se a mecânica quântica. Os corpos à temperatura acima do zero absoluto emitem radiação eletromagnética em todos os comprimentos de onda para o meio onde se encontram. Esta troca se dá da seguinte forma: Quando a temperatura do corpo é maior que a do meio onde se está inserido, a emissão de radiação eletromagnética é maior que a absorção da mesma, porém quando a temperatura do corpo é menor que a do meio onde ele se encontra, a emissão de radiação é menor que a absorção da mesma. Como já foi dito anteriormente,um corpo só não emite radiação térmica quando sua temperatura for o zero absoluto, ou seja, 0 K (zero kelvin). E quando a taxa de absorção é igual a taxa de emissão de radiação eletromagnética, a temperatura do corpo se mantém constante, neste momento, o corpo se encontra em equilíbrio térmico com o meio. Logo um corpo que é absorvedor de radiação é também um bom emissor de radiação. O corpo que se encontra na temperatura ambiente reflete a radiação que incide sobre ele na faixa de frequência da luz visível, pois os corpos são vistos pela radiação que refletem, já que esta radiação forma um espectro contínuo, por isto não há espaço vazio neste espectro. Porém, quando este corpo esteve em temperaturas elevadas, próximo dos mil kelvins, ele emite luz visível intensamente que é detectada pelo ser humano. Isto pode ser observado quando nos aproximamos de um ferro em brasa quando aquecido até certa temperatura para ser trabalhado pelo ferreiro. Na medida em que a temperatura da barra de ferro aumenta, aumenta também, a emissão na quantidade de energia das radiações eletromagnéticas de todos os comprimentos de onda para o meio. O ferro mostra então várias cores que variam com a temperatura, partindo do vermelho- escuro, vermelho-claro, laranja, amarelo, azul e por ultima, a cor branca (figura 01). A variação destas cores e, consequentemente, as frequências da radiação emitida estão ligados diretamente com a variação da temperatura do corpo.

O que é Radiação Eletromagnética?
É um processo de transferência de energia por meio de ondas eletromagnéticas. Por isto é normal nos referimos ora em ondas eletromagnética ou radiações eletromagnética. No dia a dia, estamos “mergulhados” em ondas ou radiações eletromagnéticas.
O que é Corpo Negro Ideal? 
 É um corpo tido como modelo, idealizado por pesquisadores para estudar o fenômeno da radiação que sofre todos os corpos quando na presença de radiação eletromagnética e que tem a característica de absorve toda a radiação que incide sobre ele e não reflete nada, por isto, aos nossos olhos, ele se apresenta de cor negra e daí vem o seu nome. Outra característica é a distribuição de energia irradiada no corpo não depene do material de que é feito o mesmo, a distribuição de energia irradiada depende apenas da temperatura Kelvin do corpo. Isto pode ser verificada na equação de Stefan-Bltzmann, logo abaixo (figura 02), que a potência por unidade de área irradiada por um corpo negro só depende da temperatura do corpo e não depende de nenhuma outra variável. R= σT^4 onde R é a potência irradiada por unidade de área, T é a temperatura absoluta e
σ=5,6705×〖10〗^(-8 )w/m2.K4 uma constante denominada constante de Stefan.


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