VII: INTERAÇÃO RADIAÇÃO-MATÉRIA (OPACIDADE)

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1 VII: INTERAÇÃO RADIAÇÃO-MATÉRIA (OPACIDADE)
»» Trata-se de descrever as  dos processos de interação FÓTON - MATÉRIA 7.1: Principais Processos: ♦ ligado-ligado (bound-bound, b-b): entre E2 > E1  linha espectral e h =  E = E2-E1 Interior Estelar:  H e He ionizados, e b-b para Z > 2 ♦ ligado-livre (bound-free, b-f): nível ligado → contínuo ionização (radiativa) livre-ligado (free-bound, f-b): contínuo → nível ligado recombinação (radiativa)

2 ♦ livre – livre (free-free, f-f) : s entre órbitas hiperbólicas dos e-
absorção de fóton ≡ e-  órbita de > energia; e- desacelera  emissão de fóton ≡ Bremsstrahlung Interior Estelar: H e He, os principais agentes ♦ espalhamentos: mudança de direção dos fótons (eventual pequena mudança de h ) TRES tipos: COMPTON , THOMSON, RAYLEIGH  < e : esp. "branco"  > e :   -n

3 7.2: Transições b-b: Linhas Espectrais ; OPACIDADE COMPLEXA!!! Interior Estelar: alto grau de ionização   b-b importante apenas em regiões + frias: p. ex., a 106 K, bb ~ 0,5 tot ; a 107 K, bb ~ 0,1 tot 7.3: Transições b-f e f-b: também complexas... »» p/ átomos hidrogenóides e fotoionização: ► ► seção de choque de Kramers: (7.1)

4 ► seção de choque de Kramers: (7.1) ,
onde gbf é o fator de correção de Gaunt, da mecânica quântica, ~1, é o  limite, ≡ Emin para que ocorra Para  ≈ n , e (7.2) p/ átomos hidrogenóides: Maciel's fig. 8.1

5 »» a partir da seção de choque,   e ,
que são funções das ni (T, ) , calculadas com as eqs. de Saha e de Boltzmann. ►   COMPLEXOS!! »» NA PRÁTICA: CALCULADOS P/ MÉDIAS OU NUMERICAMENTE » Casos Particulares: a) H + He ionizados   aprox. de Kramers: p. ex. ROSSELAND

6 b) H- ≡ FONTE IMPORTANTE de Opacidade
no interior estelar: H e He ionizados ►► grande número de e-   H- O segundo e- ►► b-f com  < A (h >0,75 eV): grau de ioniz. do H; seção de choque ∫d . 7.3: Transições f-f :  nesse caso, ff é a seção clássica de Kramers: = média de Rosseland variação suave, que pode fornecer ff analítico:

7 » Coef. ff , ou "lei de Kramers":
...que não depende da frequência!! 7.4: Espalhamento por Elétrons: » Para temperaturas "baixas", isto é, que é a seção de choque de Thomson, ≠ f()

8 »» Pode-se mostrar que:
≡ "média de Rosseland p/ espalhamento eletrônico" . NOTA: a) PARA T + ALTAS, HÁ QUE ► ► CORREÇÕES RELATIVÍSTICAS b) p/ b-f e f-f,

9 7.5: A Opacidade Total: emissão estimulada ou induzida esp. por e-
em geral, >> conduç. p/ e- DG