Q10_2_1

Subdomínio

2

Energia dos eletrões nos átomos

2.1 Espetros contínuos e descontínuos

2.1 Espetros contínuos e descontínuos

O arco-íris é um fenómeno natural que desde sempre despertou a curiosidade do Homem.

Durante séculos, ninguém conseguiu explicar o motio pelo qual o arco-íris surgia.

! que se dee o arco-íris"

! explica#$o para o aparecimento do arco-íris foi dada por %saac &e'ton no século ()%%.

%saac &e'ton *1+2-12 /ientista ingl0s que cou célere pelos seus estudos de mec3nica cl4ssica.

%saac &e'ton oserou que, quando a lu5 do 6ol atraessaa um prisma ótico, o resultado era uma manc7a colorida.

!s osera#8es de &e'ton permitem concluir que9  a lu5 :ranca; do 6ol é uma mistura de cores<  quando a lu5 :ranca; passa atraés de um prisma, cada uma das cores é refratada<  cada cor é refratada segundo um 3ngulo diferente, ocorrendo a dispers$o do feixe.

=uando a lu5 do 6ol atraessa a atmosfera carregada de gotículas de 4gua>

> estas gotículas dispersam as cores, e forma-se o arco-íris.

! dispers$o da lu5 do 6ol *lu5 isíel d4 origem a um espetro de cor9

ermel7o

laran?a

amarelo

erde

a5ul

anil

ioleta

6endo a lu5 isíel uma radia#$o eletromagnética, esta pode ser descrita pelas grande5as caraterísticas de uma onda9 Comprimento de onda ( λ) Dist3ncia percorrida pela onda em cada ciclo.

Frequência (f ) &Amero de ciclos por unidade de tempo. 1 f  B CCCCCCCCCC 

@nidade 6%9 metro *m

eríodo *T 

@nidade 6%9 Hert5 *H5

Período (T )  empo que decorre até se completar um ciclo. 1 T  B CCCCCCCCCC  f  @nidade 6%9 segundo *s

Velocidade (v ) Dist3ncia de propaga#$o por unidade de tempo. v  B  λ x f 

@nidade 6%9 metro por segundo *mFs

! dispers$o da lu5 do 6ol *lu5 isíel d4 origem a um espetro de cor9

ermel7o

laran?a

amarelo

erde

a5ul

menor frequ0ncia

anil

ioleta maior frequ0ncia

! cada uma das diferentes cores corresponde uma frequ0ncia diferente, sendo>  > a cor ioleta a de maior frequ0ncia<  > a cor ermel7a a de menor frequ0ncia.

! dispers$o da lu5 do 6ol *lu5 isíel d4 origem a um espetro de cor9

ermel7o

laran?a

amarelo

erde

a5ul

anil

ioleta

menor frequ0ncia

maior frequ0ncia

maior c. de onda

menor c. de onda

! cada frequ0ncia corresponde um comprimento de onda diferente, sendo>  > a cor ioleta a de menor comprimento de onda<  > a cor ermel7a a de maior comprimento de onda.

! dispers$o da lu5 do 6ol *lu5 isíel d4 origem a um espetro de cor9

ermel7o

laran?a

amarelo

erde

a5ul

anil

ioleta

&o a5io, toda a radia#$o eletromagnética, incluindo a lu5, se propaga a uma elocidade constante de 2GG G2 I ms-1. Velocidade da luz no vazio (c) = 299 792 45 m! "# $ % & #' m!"# ! elocidade de propaga#$o da lu5 no ar atmosférico é aproximadamente igual J elocidade no a5io.

! dispers$o da lu5 do 6ol *lu5 isíel d4 origem a um espetro de cor9

ermel7o

laran?a

amarelo

erde

a5ul

anil

ioleta

&um meio material diferente do ar atmosférico, a elocidade de propaga#$o da lu5 é diferente. !o atraessar um prisma, cada cor da lu5 isíel assume uma elocidade diferente. or esse motio, as diferentes cores separam-se umas das outras K ocorre a di!per!o da luz.

! lu5 apresenta, assim, fenómenos que podem ser descritos pelas grande5as características de uma onda.

Las nem todos os fenómenos que ocorrem com a lu5 podem ser descritos pela teoria ondulatória.

&o início do século ((, os cientistas depararam com o c7amado eeito otoel*trico.

6  u    p  e   r  f    í    c  i    e   m   e  t   4    l    i    c  a  

 !o iluminar-se a superfície de certos metais com lu5 sucientemente energética> > s$o e?etados eletr8es dessa superfície.

Eletr$o

! teoria ondulatória n$o consegue explicar este fenómeno.

!lert Einstein deu uma explica#$o para este fenómeno, o que l7e aleu o rémio &oel da Mísica em 1G21. Einstein sugeriu que n$o se pensasse na lu5 como uma onda, mas antes como um feixe de partículas. ! essas partículas deu-se o nome de fot8es *quantum de energia. Os fot8es ia?am pelo espa#o J elocidade da lu5 *como uma onda. /onsoante o tipo de radia#$o, cada fot$o possui uma por#$o muito pequena de energia, calculada da seguinte forma9 Efot$o B h ( f 

!lert Einstein *1IG-1G Mísico de origem alem$ célere pela explica#$o do efeito fotoelétrico e pela eoria da Nelatiidade.

em que9 7 B +,+2+ x 1-P Q s -1 *constante de lancR f  K frequ0ncia da radia#$o

&a lu5, 74 fenómenos que correspondem ao comportamento de uma onda, e outros que correspondem ao de uma partícula.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Ondas de r4dio Os receptores de r4dio e teleis$o, em como outros equipamentos de comunica#$o, captam ondas de r4dio.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

Licro-ondas &um forno micro-ondas, emite-se radia#$o de micro-ondas para aquecer os alimentos.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

%nfraermel7o

%nfraermel7o Os controlos remotos das teleis8es emitem radia#$o infraermel7a sempre que um ot$o é pressionado.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

%nfraermel7o

)isíel

)isíel ! lu5 isíel é captada pelo ol7o 7umano. &o planeta erra, a principal fonte de lu5 isíel é o 6ol.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

%nfraermel7o

)isíel

@ltraioleta

@ltraioleta &os 7ospitais utili5a-se radia#$o ultraioleta para esterili5ar salas e equipamentos médicos.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

%nfraermel7o

)isíel

@ltraioleta

Naios (

Naios ( !s radiograas dos ossos produ5idas nos 7ospitais s$o otidas com recurso aos raios (.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas.

N4dio

Licro-ondas

%nfraermel7o

)isíel

@ltraioleta

Naios ( Naios S

Naios gama Em tratamentos oncológicos s$o utili5ados frequentemente raios gama.

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas. Energia crescente /omprimento de onda crescente

N4dio

Licro-ondas

Mrequ0ncia crescente

%nfraermel7o

)isíel

@ltraioleta

Naios ( Naios S

&o espetro eletromagnético9  as ondas de r4dio s$o as de maior comprimento de onda, e os raios gama s$o os menor comprimento de onda<  as ondas de r4dio s$o as de menor frequ0ncia, e os raios gama s$o os de maior frequ0ncia<  as ondas de r4dio s$o as de menor energia, e os raios gama s$o os de maior ener

! lu5 isíel captada pelo ol7o 7umano é apenas uma pequena parte do con?unto das radia#8es eletromagnéticas. Energia crescente /omprimento de onda crescente

N4dio

Licro-ondas

Mrequ0ncia crescente

%nfraermel7o

)isíel

@ltraioleta

Naios ( Naios S

&o espetro eletromagnético9  a lu5 isíel de cor ermel7a tem maior comprimento de onda do que a lu5 ioleta  a lu5 isíel de cor ermel7a tem menor frequ0ncia do que a lu5 ioleta<  a lu5 isíel de cor ermel7a tem menor energia do que a lu5 ioleta.

H4 materiais que, a press$o e temperatura eleadas, emitem lu5 que contém toda a sequ0ncia de cores da lu5 isíel.

Emiss$o de lu5 pelo metal inca ndescente.

!o espetro produ5ido por essa lu5 d4-se o nome de e!petro de emi!!o contínuo+

Espetro de emiss$o contínuo.

s espetros e em ss o os tomos em ase gasosa n o apresentam uma continuidade de cores K e!petro! de emi!!o de ri!ca!.

Espetro de emiss$o de riscas do 7idrogénio.

 /ada risca corresponde a um comprimento de onda especíco.

T3mpada de 7idrogénio.

 ! cada elemento apenas é permitida a emiss$o de alores de energia em determinados, que caracteri5am a sust3ncia, daí o aparecimento de riscas.

!o comparar os espetros de tr0s elementos diferentes, osera-se que estes elementos emitem diferentes comprimentos de onda9 Espetro de emiss$o de riscas do 7idrogénio.

Espetro de emiss$o de riscas do sódio.

Espetro de emiss$o de riscas do c4lcio.

petro de riscas é como uma impre!!o di,ital do eleme rtir dele é possíel identicar o elemento.

!lém de emitir radia#$o, a matéria tamém asore radia#$o de forma seletia.

Espetro de asor#$o do silício.

Espetro de asor#$o do enxofre.

!s riscas a negro em cada espetro representam os comprimentos de onda asoridos pelos 4tomos do elemento.

O espetro de asor#$o de um elemento é o negatio do espetro de emiss$o desse elemento9 Espetro de asor#$o do 7idrogénio.

Niscas coincidentes

Espetro de emiss$o de riscas do 7idrogénio.

/ada elemento emite e a-!orve os mesmos comprimentos de onda característicos.

=uando é importante con7ecer a constitui#$o de uma amostra, recorre-se frequentemente J e!petro!copia de a-!or.o at/mica. @tili5ando um espetrofotómetro, é possíel medir a quantidade de lu5 asorida pela amostra e, assim, determinar a sua composi#$o.

Espetrofotómetro de asor#$o atómica de c7ama.

! espetroscopia de asor#$o atómica tem diersas aplica#8es9

!miente

!limenta#$o

&anomateriais

%ndAstria farmac0utica%ndAstria petroquímica

=uímica forense

!gricultura