terça-feira, 23 de junho de 2009

Espectros Atômicos

Olhando, à noite, a iluminação pública disponibilizada pela CEMIG nos postes vemos claramente duas cores: um esbranquiçado intenso, que tende a ser até azulado, e outra, de um amarelo quase alaranjado. Estas duas lâmpadas são feitas de materiais distintos: mercúrio e sódio, respectivamente. Materiais diferentes geram luzes de cores diferentes. Veja uma foto: créditos Calebe Asafe, Flickr.


A origem destas cores distintas está no átomo. Est
udando o modelo atômico, podemos compreender estas diferenças. Vamos simplificar o modelo de Rutherford-Bohr e observar as chamadas transições eletrônicas. Fiz uma aula a este respeito e disponibilizei no meu site.

Quando um elétron ganha energia, sob a forma de calor, por exemplo, ou até mesmo luz, ele salta de uma órbita mais interna para outra mais externa. Se for energia suficiente, o elétron pode até sair do átomo, ionizando-o.

No sentido inverso, ao retornar de uma órbita mais externa para outra mais interna, o elétron emite energia sob a forma de radiação eletromagnética, que, no caso, pode ser luz visível. Todas as luzes que vemos são emitidas por transições eletrônicas em átomos.

Abaixo está a aula linkada no SlideShare. Porém, o site mata várias animações. Portanto, o melhor é baixar a aula e assisti-la em seu computador. Como está, quebra o galho...



A diferença de energia entre os níveis envolvidos se relaciona à freqüência – cor – da luz emitida ou absorvida na transição. A relação conhecida é a de Planck, adotada também por Einstein quando explicou o chamado Efeito Fotoelétrico.


DeltaE = h.f ou, simplesmente, E = hf , onde:

DeltaE = Efinal – Einicial = difereça de energia entre os níveis eletrônicos;
h = constante de Planck, 6,63.exp – 34 Joules.segundo;
f = freqüência ou cor da radiação – luz – emitida ou absorvida.

Comparando com as aulas de direção defensiva e primeiros socorros que fui obrigado a assistir para renovar a carteira – chatissíssimas! – e foram controladas biometricamente pela digital, cada átomo também tem sua impressão digital. Funciona assim...

Embora a transição eletrônica possa ocorrer em qualquer átomo, a quantidade de energia envolvida é diferente para cada um. Os níveis – e subníveis – de energia em cada um dos mais de cem tipos de átomos conhecidos variam de valor. E esta descoberta foi fundamental! Porque cada átomo tem suas cores características, típicas apenas deste elemento químico. A digital a que me referi é a cor: ela identifica, marca cada átomo. É assim que sabemos, por exemplo, a composição das estrelas!

Segue um vídeo ilustrando tal fenômeno, retirado do excelente link Physics Demonstrations e cujo link está disponível no “Física no Vestibular”.


video

Fica para você, e vai ser difícil, explicar o uso da grade de difração, ao contrário do prisma.

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