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Experiência

Absorção e emissão de radiação

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A radiação electromagnética pode resultar de vários tipos de fenómenos que ocorrem nos átomos e moléculas. Numa transição electrónica envolvendo um valor de energia ∆E, a radiação emitida tem uma frequência bem definida, dada pela relação ∆E = h υ em que h é a constante de Planck e υ é a frequência; note-se que a absorção e a emissão de radiação são fenómenos complementares, já que a quantidade de energia envolvida é a mesma, quer na excitação, quer na desexcitação de átomos.
No entanto, a principal fonte de radiação electromagnética é a agitação térmica, que produz um espectro contínuo. Planck desenvolveu o seu modelo do corpo negro para descrever este fenómeno. Um corpo negro é uma superfície ideal, em equilíbrio termodinâmico com a sua vizinhança; absorve totalmente a radiação que recebe e, por sua vez, emite radiação em toda a gama de comprimentos de onda, embora com diferentes intensidades. A lei de Wien diz-nos que o comprimento de onda para o qual a emissão é máxima, λmáx é inversamente proporcional à temperatura termodinâmica T :

λmáx =

2,9x10 -3
SI
T

Por outro lado, a lei de Stefan-Boltzmann diz-nos que a radiância total de um corpo negro é directamente proporcional à quarta potência da sua temperatura absoluta ou termodinâmica. Na figura 1 podemos ver várias curvas, que traduzem a intensidade da radiação emitida, em função do comprimento de onda, para corpos negros de diferentes temperaturas. OBJECTIVOS
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Comparar as taxas de absorção de radiação luminosa por dois corpos, respectivamente pintados de branco e preto.
Estudar o comportamento dos mesmos corpos, durante o processo de arrefecimento, através da emissão de radiação infravermelha.
Discutir o conceito de bons e maus emissores e bons e maus absorsores de radiação.

Física com a Calculadora

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MATERIAL NECESSÁRIO
Calculadora gráfica TI-83 Plus ou superior
Interface CBL2
Cabo de ligação

2 sensores de temperatura
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