a quantização da energia 170412

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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
Max Planck (1858-1947)
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Um objeto ao ser aquecido irradia ondas eletromagnéticas porque elétrons (partículas carregadas) estão vibrando dentro dele.
Radiação Térmica
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
Radiação na faixa do infravermelho.
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Radiação Térmica
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
Aumentando-se gradativamente a temperatura de um corpo, ele começa a emitir luz VISÍVEL.
Vermelha  amarela verde  azul e, em altas temperaturas, luz branca, chegando à região do ultravioleta do espectro eletromagnético.
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Radiação Térmica
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
De acordo com a teoria clássica, todo objeto aquecido deveria irradiar energia preferencialmente em pequenos comprimentos de onda muito energéticos (esfriar o mais rápido possível) e isso significa que todos os corpos deveriam irradiar violeta ou ultravioleta, radiações conhecidas na época.
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Cores emitidas em certas temperaturas
Radiação Térmica
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
CATÁSTROFE DO ULTRAVIOLETA
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
CATÁSTROFE DO ULTRAVIOLETA
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
CATÁSTROFE DO ULTRAVIOLETA
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 Quantização da energia
 fenômeno da radiação de corpo negro
Kirchoff : introduziu a ideia de corpo negro e estabeleceu a universalidade do espectro de radiação.
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
Define-se como corpo negro o meio ou substância que absorve toda a radiação incidente sobre ele, independentemente do comprimento de onda, direção de incidência ou estado de polarização
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Para o estudo das radiações emitidas foi idealizado um corpo, denominado corpo negro.
Qualquer radiação que entra vai sendo refletida e absorvida nas paredes e acaba por ser completamente absorvida. 
Se o objeto oco for aquecido por uma fonte de calor no seu interior, há emissão de radiação pelo orifício.
RADIAÇÃO DE CORPO NEGRO ( radiação de cavidade)
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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	A radiação de corpo negro, ou radiação térmica, é a radiação emitida por qualquer corpo a partir de sua energia interna. 
 As características desta radiação dependem apenas da Temperatura absoluta do corpo.
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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1900  Max Planck apresentou os resultados de seus estudos, sendo esta data considerada como o nascimento da Mecânica Quântica. 
Final do século XIX  Divergências entre a física clássica e os resultados experimentais obtidos por meio do estudo da radiação emitida por um corpo a alta temperatura. 
A teoria de Planck baseia-se nos processos atômicos que ocorrem dentro das paredes do corpo que emite a radiação e supõe que os átomos se comportem como osciladores eletromagnéticos. 
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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Detalhando o comportamento dos osciladores atômicos, Planck foi levado a fazer duas hipóteses radicais.
Os osciladores atômicos não podem possuir qualquer valor de energia, mas somente múltiplos de um valor mínimo. Assim,os osciladores atômicos não irradiam energia continuamente, mas em pacotes ou quanta de energia.
Os quanta são emitidos quando o oscilador passa de um estado quântico para outro de menor energia. Um oscilador atômico não emite nem absorve energia enquanto permanece em um estado quântico. 
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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Planck é considerado por muitos como o pai da Mecânica Quântica. 
A Teoria Eletromagnética clássica não era capaz de explicar a variação da intensidade com a freqüência da radiação de corpo negro.
Para evitar a "catástrofe do ultravioleta", Planck utilizou um "truque": considerou que a energia da radiação dentro da cavidade era quantizada:
 
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
E = hf
 h= 6,62 x 10-34J.s
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 A física clássica não impunha nenhuma restrição aos níveis de energia de um sistema físico qualquer. 
2 De acordo com a física clássica um corpo que oscila emite radiação continuamente com freqüência igual a do seu movimento de oscilação. 
O QUE HÁ DE NOVO NAS HIPÓTESES DE PLANCK? 
QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
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RADIAÇÃO DE CORPO NEGRO ( radiação de cavidade)
Figura 1. A energia emitida em diferentes comprimentos de onda para corpos negros de várias temperaturas. 
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Teoria da Radiação de Corpo Negro 
Figura 2. A energia emitida em diferentes comprimentos de onda para corpos negros de várias temperaturas. 
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QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA
Física clássica
Expressão apresentada por Planck