Física Moderna - Radiação de Corpo Negro: Exemplo | Sala do Saber

[Música] [Música] então no caso do Sol o que que nós temos o seguinte a frequência no pico é de 5,6 x 10 é 14 hz 5,6 x 10 14 hz é a frequência então lá no pico na na parte superior daquele gráfico que nós tínhamos lá lembra que nós tínhamos lá o gráfico assim assim ele fazia assim e ia Caino aqui não era isso que ele fazia certo a frequência aqui ó quanto que é essa frequência quando tá bem aqui do pico tá a frequência dele é de 5,6 x 10 é 14 hz certo aí

eu vou ter uma determinada intensidade aqui né V ter uma intensidade aqui certo seria isso Beleza tá agora o que que nós vamos fazer Através disso nós vamos encontrar qual é a temperatura no sol Quanto que é essa temperatura essa curva aqui é para Qual temperatura certo quero saber qual a temperatura e eu quero saber com relação ao comprimento de onda eu quero saber que cor que é certo que cor que tem maior intensidade que o s emite seria o o amarelo seria o azul seria o verde seria o alaranjado a intensidade de maior radiação

do Sol é que cor de luz afinal de contas certo aí nós temos o seguinte vamos analisar aqui agora comigo bom Primeira coisa eu vou fazer o quê Ah o c vai ter que te dar como o c fornece é 1,03 x 10 a 11 hz por Kelvin certo seria isso não é isso aqui é o c que é aquela constante que ele vai te dar constante de vim tá agora como que nós aplicamos aqui como que nós fazemos vamos lá Começando primeiro eu vou achar então quanto que é o comprimento de onda fazer isso

aqui ó quanto que é o comprimento de onda Então vamos fazer começando tá assim ó para encontrar o comprimento de onda nós temos que o V = L F não é vai lamber ferida não é que o pessoal fala certo v f velocidade comprimento de onda frequência a velocidade de uma onda eletromagnética no vácuo é quanto 3 x 10 à 8 m/s não é isso comprimento de onda quero encontrar e a frequência é quanto 5,6 x 10 elevado a 14 hz eu pego isso aqui e passo dividindo então lambda Vai dar quanto ao fazer essa

conta pessoal já vou dar o valor direto para vocês quanto que vai dar tá o o valor des aqui direto vai dar 5 vula ó 5 35 aproximadamente 535 é x 10 a -9 m isso aproximadamente Tá eu vou colocar aqui v7 seria certo tá mas eu vou colocar aqui 10 a- 9 isso aqui é chamado de nano então isso aqui 535 nanometros beleza nano é o 10 a-9 lembre-se tá agora is aqui que cor de luz que é né Aí ele vai ter que fornecer para você uma tabela nessa tabela ele vai est dizendo

lá para você de tal de tal comprimento de onda a tal comprimento de onda é tal cor de luz de tal a tal é tal cor de luz e tal tal tal cor de luz eu sei porque eu já decorei né certo Já gravei né né ISO aqui é quanto o verde is aqui é a cor de luz verde Então olha só a maior intensidade né de radiação que tá sendo emitido pelo sol está na cor de luz verde seria para nosso caso então no sol tá o verde então a maior intensidade é nessa cor

tá estranho né ah Professor Mas eu vejo o sol não vejo Verde mas só que tem uma combinação de cores que vai dar aquela cor que você está vendo Tá certo agora nós analisamos uma parte mas eu quero achar a temperatura mas afinal de contas Quanto que é a temperatura na parte superior do Sol Será que a gente consegue encontrar Vamos ver bom a frequência eu vou encontrar agora a temperatura certo então para encontrar a temperatura vamos lá começando a temperatura nós temos que a frequência no pico dividido pela temperatura em Kelvin é igual a

constante que é c não é isso beleza aí nós temos que a frequência no pico nós conhecemos a temperatura queremos encontrar e o c não encontramos ainda né então vai ficar 5,6 x 10 a 14 dividido pela temperatura que queremos encontrar igual a c Quanto que é o c 1,03 x 10 a 11 então passo daqui para lá dividindo e a temperatura passa para lá multiplicando né porque tem uma igualdade multiplicação cruzada não é isso então vamos lá temperatura vai para lá tá multiplicando aqui né isso aqui dividindo então vai ficar 5,6 x 10 a

14 divido por 1,03 x 10 a 11 a temperatura aqui eu vou colocar aproximadamente galera de novo aproximadamente 5500 qual a unidade que está Kelvin 5500 kin então isso aqui é na super tá colocar aqui ó na superfície porque a temperatura dela no seu interior é de milhões de graus C tá então na superfície é esse valor aqui de 5500 k certo beleza então essa aqui é a nossa temperatura tá do sol então nós temos ISO daqui e temos daqui agora olha só que interessante galera acompan comigo uma coisa vem só vem aqui comigo então

nós descobrimos a temperatura no sol né e descobrimos qual é o comprimento de onda principal eu quero que vocês entendam uma coisa Olha que bacana no caso do Sol que é praticamente um corpo negro tá nós temos o seguinte essa parte que tá na parte superior aqui no caso do Sol essa parte aqui é de luz visível bem exatamente n nessa parte aqui é a luz visível para nós então para lá seria o que mesmo para cima infravermelho ou ultravioleta ultravioleta não é isso porque para lá é frequência né pensando na frequência tá se fosse

comprimento de on seria o contrário sempre o inverso tá se fosse comprimento de onda Opa para cá seria o infravermelho o ultravioleta tá como é frequência então aumenta para minha direita porque é o inverso um dos dois né Tá então aqui é a faixa do visível a teorias que coloca da seguinte maneira a Teoria da Evolução tá que o ser humano ele ele enxerga na radiação que está nesse espectro aqui que é a maior quantidade de radiação que o sol está emitindo então para nós termos um maior aproveitamento da radiação que o sol emite o

ser humano se adaptou de tal maneira a aproveitar ao máximo a radiação que o sol emite e a maior radiação que o sol emite está nessa frequência aqui ó tá nesse intervalo em torno de quatro x 10 a 14 até aproximadamente 7,5 x 10 a 14 hz aproximadamente isso que é a maior intensidade de radiação que o sol está emitindo então há teorias né na relacionada à evolução tá que ser humano se adaptou e para aproveitar ter uma maior qualidade aproveitar a radiação emitida pelo sol ele então utiliza essa frequência tá agora é claro que

isso é por quê devido a nossa sobrevivência pra nossa sobrevivência pra gente ter a espécie nossa aí né Tá agora já outros animais cada um vai ter uma determinada frequência um pouco diferente às vezes né Igual tem algumas cobras né que vão enxergar no infravermelho também tem por exemplo as moscas que vão enxergar no ultravioleta tá Então depende do animal né Qual é a importância para sua sobrevivência Tá e agora que nós temos então isso aqui o que que eu quero que vocês percebam que a intensidade da radiação ela tá relacionada o quê a temp

temperatura então quanto maior a temperatura do corpo maior a intensidade de radiação que tá emitindo e ele está relacionado com o quê depende do material do qual é feito não depende se vocês já foram em alguma fordia alguma algum local onde eles vão utilizar para fazer eh eles vão fazer chapas Ou eles vão fazer algum o aço eles vão produzir algum outro elemento químico fornalhas né que eles vão fazer através de fornalhas eh eles vão fazer como independente do material que eles estão aquecendo ele quando está num determinada temperatura ele tá emitindo a radiação e

independente do material que é a cor vai ser a mesma se for a mesma temperatura Olha que esquisito né então se ele tiver aquecendo o cobre Ou ele tiver aquecendo alumínio ou tiver aquecendo ouro quando ele chega uma determinada temperatura a radiação que ele tá emitindo aquela cor que ele emite é é igual para todos então todos vão ter as mesmas cores tá então depende do elemento químico que está ali tá tanto faz o elemento químico desde que ele atinge uma determinada temperatura a radiação que ele tá emitindo é a mesma por quê Porque a

ideia da radiação tá relacionada ao quê à oscilação das moléculas se a oscilação é a mesma que tá tendo porque a temperatura depende aí né Do Grau deação das moléculas lembram Então vai est tudo com a mesma coloração porque tem a mesma temperatura estranho isso né mas na realidade é isso e uma coisa que eu quero que vocês gravem também E anotem aí no seu caderno agora anota aí anota Isso vai lá vou ditar galera Ó a temperatura do corpo está relacionado com a medida do grau de digitação das moléculas tá com a medida do

grau deação das moléculas beleza ah Professor eu já sei sim e para vírgula né para corpos em fornalhas a uma temperatura extremamente elevada independente do que for feito independente da do material do que do qual é feito melhor eu acho independente do material do qual é feito a sua cor será a mesma se a temperatura for a mesma certo então seria isso tá eh aqui o que mais ó isso aqui também não depende da forma tanto faz do jeito que é a forma desse corpo tá isso não vai influenciar Beleza já continuamos logo que que

nós podemos pensar o máximo do gráfico depende da temperatura porque lembra que quando era uma temperatura bem baixo ele fazia uma curvinha menor quando era maior a temperatura subia mais maior ainda subia mais ainda lembra disso então tá o máximo do gráfico essa parte superior do gráfico depende da temperatura beleza as curvas características essas curvas que ele faz independe do material presente na cavidade então quando eu faço lá com aquela bola por exemplo que eu peguei chegou uma radiação e ele vai est emitindo uma outro tipo de radiação radiação térmica por exemplo emitindo pela cavidade

da bola que era o corpo negro ideal né aí o que acontece tanto faz o material do que é do qual é constituído que vai dar sempre as mesmas curvas características sempre então o que que nós podemos agora concluir do corpo negro tá corpo negro ideal né seria aquele perfeito emissor ou absorvedor tá é todo o corpo capaz de absorver ou ou emitir 100% da radiação eletromagnética Para uma determinada frequência para uma determinada Opa tem um erro aqui determinada frequência certo então seria isso tudo bem Tá agora o que que nós temos nós chegamos até

aqui e Vimos que o pico a frequência no pico ele depende então da temperatura não é isso a intensidade né Tá relacionado com a temperatura Então vamos lá acompanhe comigo vem comigo o que que nós temos tá um cara ele chamado de tindle tá vou escrever aqui o nome dele tindle vocês escutaram falar no efeito tindle também né provavelmente certo com lá ao regelo lembra quando passava uma corda né Por exemplo um fio bem fino devido a aumento de pressão sobre um gelo ele fazia o gelo se tornar líquido não é isso devido a aumento

de pressão a água faz isso né Aí ele conseguia atravessar com arame toda uma barra de gelo sem dividir lá ao meio né chamado de regelo né Igual quando o cara tá patinando tal também chamado efeito tindle lembra dis aí tá agora outra coisa do tindle não é a mesma coisa diferente tindle ele percebe o ele percebe que quando um corpo ele é aquecido até uma temperatura por exemplo de 525 L 525 fez isso um determinado elemento químico um fio que equivale aqui é igual a quantos Kelvin pessoal tem que somar quanto paraar em kelv

273 não é isso is aqui D 798 k quando ele pegou tá elevou a temperatura aqui para é 10000 graus cel ou seja quantos Kelvin é só somar quanto 273 esse é fácil né 173 kelv não é isso ele percebeu que daqui para cá aumentou 11,7 vezes tá ele percebeu então que aumentou 11,7 vezes como aumentou 11,7 vezes um cara chamado de boltzman tá boltzman escrever aqui o nome dele ele resolve fazer o ele resolve fazer o seguinte ele pega e faz o quê ele pega 1400 e73 tá esse no 1473 Kelvin tá ele pega

e divide por 798 esse dividido por esse e ele pega e eleva a quarta então então o que que eu quero que que eu quero chegar o seguinte tndo ele percebeu que a emissão da radiação que o corpo emitia que esse fio emitia a 798 kin quando ele ia para 1473 k ele aumentava em 11,7 vezes a emissão de radiação a emissão de radiação aumentou então 11,7 vezes quando a temperatura passou daqui para cá aí o né boltzman ele resolve fazer a seguinte conta ele pega 1473 divide por 798 eleva a quarta e dá quanto

11,7 tá aí você vê isso aqui e fala assim ah tá que que tem né O que que ISO aí vai levar né então ele percebeu que era elevado à quarta nessa diferença né Tá mas onde que eu aplico isso Professor seguinte com isso ele conseguiu chegar à seguinte conclusão Qual a conclusão que a potência ou a taxa de energia emitida a taxa de energia emitida ela é igual a é agora aqui Sigma a t à qu então a taxa de energia que tá sendo emitida tá a taxa de transferência de energia ou a potência

né que seria energia um determinado tempo né que que nós temos o valor dela é como que seria nós temos que o Sigma O valor é 5,67 x 10 a-8 wat por m qu Kelvin a qu certo a unidade então wat met qu que é o v a qu tudo bem a unidade do a quem que é o a é área ISS aqui é uma constante tá descobrir que é esse valor Isso aqui é uma área área dada em qu met qu eu tenho que o t é quem temperatura a temperatura é igual a Kelvin

a unidade certo e nós temos aqui que o e né aqui seria o quê relacionado Que tipo de material que é ele é um corpo negro não aqui tá relacionado à emissividade ou então isso aqui pode ser relacionado emissividade ou absorção emissividade ou absorvido do e ele vai estar entre 0 e 1 entre 0 e 1 o valor do e vai est entre 0 e 1 é só isso ele só um valor numérico quando que ele é um quando for um corpo negro lembrando a vocês que corpo negro pode ser quando ele absorve 100% ou

ele emite 100% então o e igual a 1 é o quê corpo negro Então o que eu quero que vocês percebam seguinte que a taxa de energia transferida que aqui é a taxa de energia transferida que é a potência ela é proporcional ao qu a temperatura elevada a quarta então uma pequena diferença de temperatura vai mudar bastante na quantidade de energia que tá sendo transferido através de radiação Então você aumenta um pouco a temperatura de um corpo ele emite muito mais radiação térmica por a temperatura elevado à quarta é por isso tudo bem então e

isso aqui pessoal tem anim por exemplo a cobra vamos imaginar a Cascavel ela tem o qu ela tem uma idade muito grande de em relação ao infravermelho tá então por exemplo mesmo que ela não esteja vendo numa radiação de luz visível ela consegue ver numa radiação infravermelha tá estranho que a a cobra cascavel tá ela ela faz isso e ela ataca instantaneamente é é do organismo dela fazer isso é o instinto dela faz com que ela faz isso tá então quando ela percebe um animal de Sangue Quente tá próximo a ela ela vai atacar esse

animal é o extinto dela já tá então isia Acontece muito com a cobra cascavel até mesmo quando ela está morta a cobra cascavel quando ela morre a pessoa foi lá e matou uma Coba Cascavel né e beleza agora não vai atacar mais não ela por meia hora ainda aproximadamente ela pode atacar ainda uma pessoa mesmo morta estranho né você vê como que é o poder né desse bicho né e ele vai atacar a ainda pelo extinto dela porque a reação nela de através das células nervosas até Cancelar tudo para levar completa morte dela a o

instinto dela já vai fazer com que ela ataque uma pessoa devido ao quê a radiação que a pessoa emite a pessoa emite uma radiação térmica que é o animal de sangue quente e ele tá emitindo mais radiação do que o o que está ao seu redor então por exemplo nós temos L temperatura em torno de 36 grac né aí transformando em Kelvin levando a quarta né E aí quando vai comparar com o ambiente que tá V 20 gra C por exemplo tem que transformar em Kelvin E aí leva a quarta nós estamos emitindo muito mais

radiação do que o ambiente Então você passando próximo a ela ela consegue te ver tá mesmo ela morta ela pode atacar certo então seria Isso realmente é verdadeiro isso que eu estou falando para vocês tá valeu pessoal até mais