Curso de Graduação em Engenharia Civil Física Geral e Experimental IV – 2015.1 Prof. Joziel Creton http://bit.ly/fisicafasap
FÍSICA QUÂNTICA Radiação Térmica e Corpo Negro – Planck Grupo 01 Francisco – Jonny – Wanderson – Thiago – Amanda – Whendel Douglas Jordy – Rondineli – Priscila – Anderson Leite – Juliana
Introdução Até o século XIX eram conhecidos apenas os conceitos, teorias e leis da Física Clássica, desenvolvidos principalmente por Galileu Galilei, que tratava do movimento com aceleração nula ou constante, Johannes Kepler, que descrevia o movimento dos corpos celestes, Isaac Newton com a Mecânica Clássica, a qual descrevia todos os tipos de movimentos não-relativísticos e James Maxwell com a teoria do eletromagnetismo e a óptica. 3
Introdução Com estas leis, era possível entender e descrever os fenômenos ocorridos na natureza, porém, no final deste mesmo século, uma grande revolução unificou estas e criou novas teorias, a partir do momento em que chegou-se à conclusão que estas leis eram válidas apenas para o mundo macroscópico. Houve, assim, uma quebra de paradigmas da Física Clássica para a Física Moderna. A Física Quântica representou para a Ciência, uma quebra dos paradigmas vigentes na descrição dos fenômenos naturais, que eram estudados a partir das Leis de Newton, Equações de Maxwell e pela ótica. 4
Introdução A ruptura da Física Clássica para a Física Moderna pode ser caracterizada como uma revolução científica, na qual um paradigma mais antigo é total ou parcialmente substituído por um novo, incompatível com o anterior. O novo paradigma foi aceito, pois as teorias da Física Clássica não se aplicavam aos fenômenos que ocorriam nos sistemas físicos microscópicos e a altas velocidades. Para ser aceita como paradigma, uma teoria deve parecer melhor que suas competidoras, mas não precisa (e de fato isso nunca acontece) explicar todos os fatos com os quais pode ser confrontada. 5
Exemplos de Radiação Térmica
Fundamentos da Radiação Térmica A radiação térmica é a energia radiante emitida pelos corpos em virtude de sua temperatura. Todos os corpos, a uma temperatura acima do zero absoluto, emitem radiação térmica. Características gerais: • A energia radiativa propaga-se através de ondas eletromagnéticas, caracterizadas pelo comprimento de onda ou freqüência. Numa certa banda de comprimentos de onda as radiações são ondas de calor (radiação térmica), • A emissão de radiação se traduz por uma perda de calor, e sua recepção como um ganho.
Fundamentos da Radiação Térmica 8
Fundamentos da Radiação Térmica PRIMEIRAS Ao contrário da condução e convecção, a transferência de calor por radiação pode ocorrer entre dois corpos, mesmo quando estão separados por um meio mais frio do que ambos. Tudo o que nos rodeia constantemente emite radiação térmica 9
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Fundamentos da Radiação Térmica Um meio material não é necessário para este tipo de processo; a radiação é a única possibilidade de transferência de calor no vácuo. Se o material for semitransparente (vidros, cristais incolores, gases a altas temperaturas...) a radiação que sai do corpo por suas superfícies exteriores é o resultado de emissões ocorrentes em todos as profundidades dentro do material, é um fenômeno global ou volumar. Se o material for opaco à radiação térmica (metais, madeiras...) a radiação emitida pelo corpo tem origem no material na vizinhança imediata da superfície, a emissão é superficial.
Espectro Eletromagnético
Espectro Eletromagnético
Fundamentos da Radiação Térmica
Radiação de Corpo Negro É um corpo ideal, usado como padrão na definição e quantificação das propriedades radiativas dos corpos reais. Absorve toda energia incidente independente do comprimento de onda e da direção (absorvedor perfeito); Nenhuma outra superfície pode emitir mais energia, para uma temperatura e comprimento de onda dados, do que um corpo negro (emissor perfeito).
Radiação de Corpo Negro
Radiação de Corpo Negro
Radiação de Corpo Negro
Radiação de Corpo Negro Comunidade de Prática - 60h Radiação de Corpo Negro
Radiação de Corpo Negro PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Radiação de Corpo Negro Objetivo: Ilustrar a radiação de “corpo negro”, Material Usado: duas latas de alumínios pintadas, uma de preto, uma lâmpada de 100W de potência Dois termômetros e duas réguas
Radiação de Corpo Negro
Radiação de Corpo Negro Qual das latas se aquece mais rapidamente? A que aquece mais depressa é também a que esfria mais depressa? Qual delas reflete mais luz?
Radiação de Corpo Negro Qual delas irradia mais luz? O que você acha que ocorre com a luz que incide na lata preta? O que você acha que acontece com a grande parte da energia que a Terra recebe do Sol em forma de luz visível?
OBRIGADO!