Radiação de cargas aceleradas

Apresentação em tema: "Radiação de cargas aceleradas"— Transcrição da apresentação:

1 Radiação de cargas aceleradas

2 Gustav Robert Kirchhoff (1824--1887)
Leis de Kirchhoff da radiação térmica Gustav Robert Kirchhoff ( )   Absorvedor ideal Irradiador ideal Equlíbrio Termodinâmico

3 Lei de Stefan-Boltzmann
Potência total irradiada: Irradiância:

4 Lei de Wien 2,898 mm K

5 Lei de Planck da Radiação
osciladores DE = h f h = 6,63 x J s N. Bohr M. Planck

6 Catástrofe do ultravioleta

7 “Energia quantizada nos osciladores”
Lei de Planck “Energia quantizada nos osciladores” dν/dλ = − c/λ2

8 Radiação de fundo do Universo (Temperatura do Universo)

9 CMB Cosmic Microwave Background
Comparação da CMB observada por diferentes satélites: COBE, WMAP e Planck

10 CMB ~ 2.7 K

11 Mapa da anisotropia da CBM

12 (Temperatura da Terra)
Radiação Solar (Temperatura da Terra)

13 Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E
Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E.. "Earth's Annual Global Mean Energy Budget". Bulletin of the American Meteorological Association 78: (1997).

14 Albedo = coeficiente de refletividade difusa da Terra
30 % =

15 Transições Eletrônicas

16 A teoria de Bohr do átomo de hidrogênio

17 Átomo de Hidrogênio Órbitas  Orbitais

18 transições radiativas
Diagrama de níveis de energia Representação de transições radiativas

19 E E1 E2 E3 E4 absorção emissão

20 Os espectros de raios X dos elementos químicos

21 O espectro característico de raios X

22 Radiação de frenagem (Bremsstrahlung)

23 Linhas de Balmer

24 Aplicação: análise por microscopia eletrônica

25 Lei de Moseley Henry G. J. Moseley ( )

26 A Lei de Moseley Para o hidrogênio: Para átomos com mais de 1 elétron:
Para Ka:

27

28 Fórmula de Larmor , 1897 Joseph Larmor ( )

29

30 Cinturões de radiação de Van Allen, 1958
Fluxo omnidirecional : 104 – 107 partículas / cm2 s

31 Auroras boreal e austral

32 Aplicação em fontes de radiação síncrotron: dispositivos.

33 CERN, Genebra

34 Emissão de Radiação Fonte:

35

36 Nobel em Física pela descoberta da radioatividade
Madame Marie Curie ( ) Nobel em Física pela descoberta da radioatividade

37 Decaimentos radioativos

38 A descoberta do núcleo Ernest Rutherford (1911)

39 Teste de Modelos Nucleares

40 Constituintes nucleares
Prótons p e 1, uma Nêutrons n , uma Nucleons: prótons e nêutrons dois estados da mesma partícula Notação Nota: 1 uma = 1,66 x kg

41 Exercícios e problemas
1E. Um núcleo de ouro tem um raio de 6,23 fm e uma partícula alfa tem um raio de 1,80 fm. Que energia deve ter uma partícula alfa incidente para “encostar” na superfície do núcleo de ouro? A energia potencial elétrica do sistema é dada por U=q1q2/4pe0r.

42 Colisão frontal

43 Terminologia Z: número de prótons (número atômico)
N: número de nêutrons A: número de massa A = Z + N

44 Classificação dos nuclídeos
Carta de nuclídeos

45 Classificação dos nuclídeos
Carta de nuclídeos A=23

46 Tamanho e proporção dos núcleos
1 femtômetro = 1 fermi = 1 fm = m

47 Raio Nuclear: Fenomenológico

48 Tamanho do núcleo atômico
1 F = 1 Fermi = m

49 Densidade nuclear

50 Massa, energia de ligação e defeito de massa

51 Massa dos núcleos Unidade de massa atômica: 1 u = 1,661 x 10-27 kg
(massa atômica do 12C é exatamente 12 u) Lembrando: c2 = 931,5 MeV/u

52 Fusão Fissão (energia de ligações) (energia de ligação por núcleon)

53 Massa, energia de ligação e defeito de massa

54 Fusão nuclear

55 O combustível das estrelas

56 Fissão nuclear

57

58 Saúde humana Papel Alumínio Chumbo

59 Atividade, exposição e dose
Hyperphysics

60 100 m2 de ar na Australia (Rn) 3000 Bq 100 m2 de ar na Europa (Rn)
1 homem adulto (65 Bq/kg) 4500 Bq 1 kg café 1000 Bq 1 kg castanha do Pará 400 Bq 1 banana 15 Bq 100 m2 de ar na Australia (Rn) 3000 Bq 100 m2 de ar na Europa (Rn) até Bq Radioisótopo para diagnóstico médico 70 MBq Radioisótopo fonte para terapias médicas 100 TBq 1 kg uranium 25 MBq 1 gray = 100 rads 1 sievert = 100 rem 1 becquerel = 27 picocuries ou 2.7 x curies 1 curie é a atividade de 1 g de Ra-226 ou 3.7 x 1010 desintegrações/segundo (Bq).

61 Exposição Dose absorvida

62 Tipo de Radiação Rad Fator Q Rem Raios X 1 Raios gama Partículas beta Neutrons térmicos 5 Neutrons rápidos 10 Partículas alfa 20

63 Alta Radiosensibilidade
Linfóides órgãos, maxilar, sangue, testículos, ovários, intestinos Relativamente Alta Radiosensibilidade Pele e órgãos com células de revetimento epiteliais (córnea, boca, esofago, rectum, ...) Moderada Radiosensibilidade Cristalino, estômago, cartilagem, vaculatura fina Relativamente Baixa Radiosensibilidade Óssos, cartilagens velhas, glândulas salivares, órgãos respiratórios, rins, fígado, pâncreas, tiróide, glândulas em geral Baixa Radiosensibilidade Músculo, cérebro, espinha dorsal