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1a SÉRIE
Aula 11 – 3º bimestre
Física
Etapa Ensino Médio
Espectros luminosos I
Física moderna. 
Compreender os fenômenos relacionados aos espectros luminosos;
Compreender o espectro de emissão de luz da matéria relacionando-a ao modelo atômico de Bohr; 
Compreender a relação da emissão de luz pela matéria com a quantização da radiação. 
Conteúdo
Objetivos
(EM13CNT209) Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Para começar: 3 minutos
Foca no conteúdo: 20 minutos.
Na prática: 8 minutos.
Aplicando: 12 minutos.
O que aprendemos hoje: 2 minutos. 
Pesquise as características dos seguintes modelos atômicos: o modelo atômico de Rutherford e o modelo atômico de Niels Bohr.
(Todo mundo escreve)
Modelo atômico de Rutherford
Modelo atômico de Bohr
Para começar
No ramo da metalurgia, começou a ser investigada a temperatura no interior dos fornos. Com o tempo, esse estudo demonstrou que a luz emitida não dependia do material do forno, mas sim de sua temperatura. No entanto, a física clássica não conseguia elaborar uma teoria para o fenômeno de que, quanto mais quente o forno estivesse, mais voltado para os espectros do azul e do violeta seria sua emissão de luz.
Modelo quântico da radiação eletromagnética
Foco no conteúdo
Então, o físico alemão Max Planck elaborou uma hipótese: a energia emitida por esses fornos poderia ocorrer somente em valores múltiplos de uma unidade mínima chamada de “quantum”. Essa unidade é expressa em matemática como hf, em que f representa a frequência e h é conhecida como a constante de Planck, no valor de J · s.
Constante de Planck
Max Planck (1858-1947)
Foco no conteúdo
Niels Bohr utiliza os estudos de Planck e adiciona à sua teoria do modelo atômico a ideia de que, em um estado estacionário, o átomo não emite energia. No entanto, ao absorver ou emitir um “quantum” (pacote de energia), o elétron muda de nível de energia.
Modelo atômico de Bohr
O elétron “saltará” do nível de energia menos energético para o mais energético. Sendo assim temos: - = hf.
Nesse caso, o elétron tende a voltar para o nível menos energético e emite um “quantum”: - = hf.
Foco no conteúdo
Em grupos com até 4 integrantes, utilize o simulador do modelo atômico de Bohr para verificar o valor necessário do pacote de energia (quantum) para que o elétron possa fazer a transição do nível K para o nível L. 
Simulador – Átomo de Bohr
Para isso, utilize a seguinte equação:. Em que corresponde a cada número quântico e n corresponde ao estado do átomo.
Simulador: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=atom_vodik&l=pt. Acesso em: 6 jul. 2023.
Aplicando
Para realizar o cálculo, você deve lembrar que o “quantum” de energia corresponde a: - = hf.
PortantoeV
Correção
Sendo assim: –3,4 –(–13,6) = 10,2. 
Portanto, hf (quantum) corresponde a 10,2 eV. 
Simulador – Átomo de Bohr
Aplicando
Portanto, quando a radiação eletromagnética incide em um átomo, o elétron desse átomo pode absorver um fóton (quantum) se a energia desse fóton for exatamente a quantidade necessária para o elétron saltar de um nível energético para outro.
Além disso, existe outra possibilidade para a ocorrência dessa mudança de nível energético, que é o processo de aquecimento. Isso pode ser observado, por exemplo, em um filamento de lâmpada. Quando o filamento de tungstênio de uma lâmpada é aquecido, os elétrons recebem energia e, consequentemente, emitem radiação eletromagnética. Agora sabemos que essa radiação é composta por fótons característicos do valor de energia necessário para realizar a transição de nível energético.
Transições eletrônicas 
Foco no conteúdo
Com um instrumento como o espectroscópio, é possível observar o espectro contínuo de uma lâmpada incandescente. Quando a luz passa por um prisma ou por uma rede de difração, podemos observar esse espectro contínuo, como na imagem a seguir.
Espectros luminosos 
Espectro contínuo
Foco no conteúdo
Cada elemento químico apresenta uma identidade específica que pode ser observada pela radiação eletromagnética emitida por ele. O espectro de emissão de um elemento químico revela apenas as radiações possíveis de serem emitidas por esse átomo. 
Observe a imagem a seguir. Um átomo de hidrogênio pode emitir frequências bem definidas, independentemente da causa da emissão, seja por aquecimento ou pela absorção de radiação eletromagnética. Portanto, as raias ou linhas espectrais visíveis que podemos observar na imagem são descontínuas.
Espectros de emissão
Espectro de hidrogênio 
Foco no conteúdo
No caso dos elementos químicos no estado gasoso, ao serem aquecidos e seus espectros de emissão observados, eles apresentam frequências específicas, o que nos permite identificá-los.
A seguir, observe alguns espectros de emissão de outros elementos químicos no estado gasoso.
Espectros de emissão
Espectro de emissão
Foco no conteúdo
2. (UFSC 2017 – Adaptada) As radiações características emitidas pelos átomos dos elementos ao serem aquecidos em uma chama ou submetidos a descargas elétricas foram investigadas exaustivamente no final do século XIX. Quando observada através de um espectroscópio, essa radiação forma um conjunto de linhas de várias cores ou comprimentos de onda, e as posições e as intensidades dessas linhas são características de cada elemento. O estudo dessas linhas é importante, ainda hoje, em campos como a astrofísica e foi fundamental para a compreensão da estrutura da matéria no início do século XX.
Sobre espectros atômicos, identifique as afirmações verdadeiras e falsas:
Na prática
( ) espectros de emissão descontínuos são obtidos de luz proveniente de corpos densos e quentes (sólidos, líquidos e gases altamente comprimidos).
( ) espectros de emissão contínuos são obtidos por intermédio de aquecimento ou descargas elétricas em matéria pouco densa, como gases rarefeitos.
( ) o modelo atômico de Rutherford não explicava os espectros de emissão discretos.
( ) o modelo atômico de Bohr teve sucesso em explicar o espectro de emissão do hidrogênio ao propor que: os átomos emitem radiação quando um elétron sofre transição de uma órbita para outra e a frequência da radiação emitida está relacionada às energias das órbitas através da equação hf =  – 
Na prática
(F) espectros de emissão descontínuos são obtidos de luz proveniente de corpos densos e quentes (sólidos, líquidos e gases altamente comprimidos).
(F) espectros de emissão contínuos são obtidos por intermédio de aquecimento ou descargas elétricas em matéria pouco densa, como gases rarefeitos.
(V) o modelo atômico de Rutherford não explicava os espectros de emissão discretos.
(V) o modelo atômico de Bohr teve sucesso em explicar o espectro de emissão do hidrogênio ao propor que: os átomos emitem radiação quando um elétron sofre transição de uma órbita para outra e a frequência da radiação emitida está relacionada às energias das órbitas através da equação hf =  – 
Correção
Na prática
Compreendemos os fenômenos relacionados aos espectros luminosos.
Compreendemos o espectro de emissão de luz da matéria, relacionando-o ao modelo atômico de Bohr. 
Compreendemos a relação da emissão de luz pela matéria com a quantização da radiação.
O que aprendemos hoje?
Tarefa SP
Localizador: 99045
Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”.
Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
Clique em “Procurar”. 
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/17
Slides 4 a 11 – BARRETO F, Benigno; SILVA, Claudio. Física aula por aula: termologia, óptica, ondulatória. 2º ano. v. 2. 3. ed. São Paulo: FTD, 2016.
Slides 3 e 7 – LEMOV, Doug. Aula nota 10: guia prático – exercícios para atingir proficiência nas 49 técnicas e maximizar o aprendizado. Livros de Safra, 2012.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 (Rutherford) – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Rutherford_atom.svg/300px-Rutherford_atom.svg.png
Slide 3 (Bohr) – h ttps://pixabay.com/pt/illustrations/at%C3%B4mico-modelo-bohr-qu%C3%ADmica-4993662/
Slide 5 – https://cdn2.picryl.com/photo/1919/12/31/max-planck-in-his-study-1919-c17752-1024.jpg
Slide 6 – Elaborado para o material.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 7 – https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=atom_vodik&l=pt (print simulador)
Slide 10 – https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQhKF_e10g4N33E3Hohdr1BaqE6Zex8_xa_LQ&usqp=CAU
Slides 11 e 12 – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Emission_spectrum-H.png
Referências
Material 
Digital