Espectros de radiação descontínuos
e a composição do Universo
Espectros de emissão e de absorção
O Espetro Eletromagnético
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Auguste Comte
Nome completo Isidore Auguste Marie François Xavier Comte
Nascimento 19 de janeiro de 1798 , Montpellier, França
Morte 5 de setembro de 1857 (59 anos), Paris, França
“Poderemos determinar as
suas formas, as suas distâncias,
os seus tamanhos e os seus
movimentos, mas nunca
seremos capazes de conhecer a
sua composição química”
A propósito dos astros, no séc.
XIX afirma
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Espetro Eletromagnético
ENERGIA CRESCENTE
A mais pequena porção de uma radiação corresponde
a um fotão, ou “partícula” portadora de energia.
RELEMBRAR
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Espetro do Visível
Evidência a existência de diversas
radiações na luz visível
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A descoberta dos espectros de
radiação descontínuos
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Em 1666, o físico inglês Isaac Newton
DISCO DE NEWTON
fez um feixe de luz solar ( luz branca ) atravessar um
prisma e notou que, ao emergir do prisma, o feixe
estava decomposto num feixe cores
Para mostrar que a luz branca está
composta pelas cores anteriores,
constrói um disco com diversos
setores coloridos com as sete cores
anteriores . Fazendo o disco girar
rapidamente ao redor de um eixo
perpendicular ao seu plano e que
passe pelo seu centro, notaremos que
ele vai se apresentar branco
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
A luz dispersa-se
no interior do
prisma e à saída
deste pode
obter-se, num
alvo, uma
sucessão de
bandas coradas
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Em 1752 o físico escocês Thomas Melvill, ao
colocar diferentes substâncias sobre uma chama e
analisando a luz resultante com um prisma, descobriu
diferentes espectros. Por exemplo o sal de cozinha
gerava um amarelo brilhante. Além disso nem todas
as cores do arco-íris apareciam. 06-11-2012 Dulce Campos 9
A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Em 1826 o astrónomo inglês John Herschel reconheceu
que os espectros forneciam uma excelente impressão
digital permitindo a identificação de pequenas quantidades
de um elemento em pó colocado sobre uma chama.
Se a luz dessas chamas incidir sobre um prisma, será obtido
um espectro descontínuo, ou seja, serão observadas apenas algumas
linhas luminosas coloridas intercaladas por regiões sem luz.
hidrogénio
hélio
carbono
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A composição do Universo
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A composição do Universo
Pensava-se que o espetro solar era contínuo
Muito tempo se passou até que a descoberta de Newton
chamasse a atenção de outros físicos e dos astrônomos.
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A composição do Universo
Em 1802 o físico inglês William Wollaston acoplou ao prisma uma
fenda ajustável, podendo dessa forma usar fendas muito estreitas para
obter espectros bastante nítidos. Descobriu assim que existiam finas
riscas negras no arco-íris de cores da luz do Sol
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Estas riscas foram estudadas de forma mais sistemática pelo
fabricante alemão de espelhos e lentes Joseph von Fraunhofer
de 1814 a 1823. Este, ao utilizar um telescópio para observar a luz
refratada pelo prisma, identificou 574 riscas escuras no
espectro da luz do Sol. Para designar as oito riscas mais
proeminentes usou as letras de A a G. Fraunhofer foi no entanto
incapaz de explicar por que razão estas linhas se encontravam no
espectro da luz do Sol.
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Se pudesse-mos pegar no arco-íris
e observá-lo ao microscópio
poderíamos ver que não se trata
de uma mistura contínua de
cores.
Espetro Solar
Fraunhofer não fazia ideia que este espectro era um mapa
codificado da composição química do Sol. A informação contida
nestas linhas, hoje em dia chamadas linhas de Fraunhofer,
revelaria mais tarde essa mesma composição química.
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Espetros de Emissão e de Absorção
Em1859, o físico alemão Gustav Kirchhoff enquanto estudava
vapores incandescentes de sódio observou a existência de duas
linhas brilhantes na mesma posição das duas linhas escuras D de
Fraunhofer.
Espetro do sódio
Após experiências adicionais com a luz do
Sol, vapores ou gases de diferentes
elementos e o mapa das linhas de
Fraunhofer, Kirchhoff enunciou
as três leis:
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
1 - Qualquer sólido ou gás a alta pressão e
incandescentes produzem um espectro
contínuo.
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
2 - Qualquer gás a baixa pressão e incandescente
produz um espectro descontínuo de riscas, o qual
depende dos elementos que o compõem e é único
para cada gás.
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
3 - Quando a luz proveniente de qualquer sólido ou gás a alta
pressão e incandescentes atravessa um gás ou um vapor no
seu caminho, o espectro de emissão desse gás ou vapor é
subtraído ao espectro contínuo, deixando riscas escuras no
seu lugar
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A descoberta dos espectros de radiação
descontínuos
Munido deste conhecimento, Kirchhoff descodificou as linhas
de Fraunhofer. As linhas escuras e a sua posição indicavam que
a atmosfera do Sol continha sódio, magnésio, ferro, cálcio,
cobre e zinco entre outros elementos.
Os astrónomos tinham agora a
chave para determinar a
composição das estrelas e
consequentemente do Universo.
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Espectros, Energia e Radiações
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Espetros Emissão
É possível conseguir espectros assim por meio de um feixe de luz
produzido num tubo de descarga elétrica a elevadas temperaturas e
baixas pressões, que contenha gases de determinados elementos.
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Espetro da Luz Visível
UV IV
ENERGIA CRESCENTE
FREQUÊNCIA CRESCENTE
COMPRIMENTO DE ONDA CRESCENTE
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Energia de Radiações EM
Radiação Energia/fotão (x10-19 J)
Raios Χ e Raios 𝛾 ≥ 660
Ultravioleta 6,6
Luz
visível
Violeta 4,7
Azul 4,2
Verde 3,7
Amarelo 3,4
Laranja 3,2
Vermelho 2,8
Infravermelho 1,9
Micro-ondas e ondas de rádio ≤ 0,002
EN
ER
GIA
CR
ESC
EN
TE
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