luz parte 1

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Luz
Ondas eletromagnéticas
Luz
Ondas eletromagnéticas
A radiação eletromagnética é um das várias maneiras pelas quais a energia viaja no espaço.
São formas de radiação eletromagnéticas:
O calor de uma fogueira
Luz do Sol
Os raios X 
A energia usada para aquecer alimentos em um micro-ondas 
Luz
Todas estas energias estão relacionadas, uma vez que todas elas exibem propriedades de ondas.
Elas são apenas perturbações em um determinado meio ou campo físico, resultando em vibrações ou oscilações.
As ondas físicas são oscilações em um determinado meio, água, ar, etc.
Luz
As ondas eletromagnéticas são semelhantes, mas elas também diferem no fato de consistirem
 2 ondas que oscilam perpendicularmente entre si. Uma das ondas é um campo magnético oscilante, a outra é um campo elétrico oscilante.
Luz
Luz
Propriedades básicas das ondas: 
Amplitude
Comprimento de onda 
Frequência
Luz
Amplitude é a distância vertical entre a extremidade de uma crista e o eixo central da onda
Luz
A distância horizontal entre dois vales ou cristas consecutivas é conhecida como comprimento de onda da onda. λ= c/f​
Luz
A grandeza conhecida como frequência da onda diz respeito ao número de comprimentos de onda completos que passam por um determinado ponto no espaço a cada segundo.
A unidade do SI para frequência é Hertz (H), que equivale a "por segundo"
Luz
o comprimento de onda e a frequência são inversamente proporcionais, isto é, quanto menor o comprimento de onda, maior será a frequência, e vice-versa.
1s
Luz
Calcule o comprimento de onda, de uma onda de radiação eletromagnética que tem uma frequência igual a 1,5.1014Hz 
Calcule o comprimento de onda, de uma onda de radiação eletromagnética que tem uma frequência igual a 3.1016Hz 
Calcule o comprimento de onda, de uma onda de radiação eletromagnética que tem uma frequência igual a 2,3.1012Hz 
Luz
O espectro eletromagnético
As ondas eletromagnéticas podem ser classificadas e organizadas de acordo com seus diversos comprimentos de onda/frequências
 Esta classificação é conhecida como o espectro eletromagnético
Como podemos ver, o espectro visível ou seja, a luz que podemos enxergar com nossos olhos compõe apenas uma pequena fração dos diferentes tipos de radiação que existem.
Quantização de energia
 O físico holandês Christiaan Huygens descreveu a natureza de onda da luz pela primeira vez já no final do século XVII. 
Aproximadamente 200 anos após Huygens, alguns físicos declararam que as ondas de luz e a matéria eram muito distintas entre si.
 De acordo com os físicos clássicos, a matéria seria composta de partículas que tinham massa e cuja posição no espaço poderia ser conhecida.
Quantização de energia
 Por outro lado, considerava-se que as ondas de luz tinham massa igual a zero, e que sua posição no espaço não poderia ser determinada. 
Como elas eram classificadas em categorias diferentes, os cientistas não tinham um bom entendimento de como a luz e a matéria interagiam
Quantização de energia
No entanto, tudo isso mudou em 1900, quando o físico Max Planck começou a estudar os corpos negros, corpos que são aquecidos até ficarem incandescentes.
Planck descobriu que a radiação eletromagnética emitida por corpos negros não poderia ser explicada pela física clássica, que considerava que a matéria poderia absorver ou emitir qualquer grandeza de radiação eletromagnética. 
Quantização de energia
Planck observou que, na verdade, a matéria absorvia ou emitia energia, apenas em múltiplos de números inteiros do valor hν,
h é a constante de Planck, 6,626×10−34 J e ν é a frequência da luz absorvida ou emitida. 
Esta foi uma descoberta chocante, pois desafiou a ideia de que a energia era contínua e que poderia ser transferida em qualquer grandeza.
Quantização de energia
A realidade, descoberta por Planck, é que a energia não é contínua, mas quantizada,o que significa que ela só pode ser transferida em "pacotes" individuais (ou partes) do tamanho hν.
Cada um desses pacotes de energia é chamado de quantum (plural: quanta).
Quantização de energia
A descoberta de Planck sobre a radiação eletromagnética ser quantizada mudou para sempre a ideia de que a luz se comporta puramente como uma onda. Na verdade, a luz mostrou ter tanto as propriedades de onda como as propriedades de partícula.
Este fato abre as portas para a teoria da relatividade de Albert Einstein em 1905
O fóton
As descobertas de Planck abriram caminho para a descoberta do fóton. Um fóton é a partícula elementar, ou quantum, da luz.
Quando um fóton é absorvido, sua energia é transferida para tal átomo ou molécula.
 Como a energia é quantizada, toda a energia do fóton é transferida (lembre-se de que não é possível transferir frações de quanta, que são os menores "pacotes individuais de energia" possíveis)
O fóton
O inverso deste processo também é verdadeiro. Quando um átomo ou molécula perde energia, ele(a) emite um fóton que carrega uma energia exatamente igual à perda de energia do átomo ou molécula.
Esta mudança de energia é diretamente proporcional à frequência do fóton emitido ou absorvido. 
Esta relação é dada pela famosa equação de Planck:
E=hν
O fóton
Calcule a energia de um fóton que tem uma frequência igual a 2,0×10 24 Hz.
Calcule a energia de um fóton que tem uma frequência igual a 3,0×10 30 Hz.
Calcule a energia de um fóton que tem uma comprimento de onda é igual a 5,0×10 -35 m.
O fóton
Calcule a energia de um fóton que tem uma frequência igual a 2,0×10 24 Hz.
Calcule a energia de um fóton que tem uma comprimento de onda igual a 6,0×10 -30 m.
Calcule a energia de um fóton que tem uma comprimento de onda é igual a 5,0×10 -35 m.
Espectrofotômetro
A espectrofotometria é o método de análises óptico.
 Baseia-se na medida quantitativa da absorção da luz pelas soluções
Espectrofotometria
Pode ser definida como toda técnica analítica que usa a luz para medir as concentrações das soluções, através da interação da luz com a matéria.
A técnica espectroscópica é baseada no aumento de energia em função do aumento da frequência da radiação incidida.
Quando uma espécie química absorve energia na forma de fótons, seus elétrons ficam excitados e ocorre uma transição de um orbital de mais baixa energia para outro de maior energia.
Espectrofotometria
Um exemplo disso são compostos químicos que apresentam duplas ligações C=C no benzeno e C=O, a carbonila
O aumento de energia é representado pela condição de frequência de Bohr:
E = hv
Espectrofotometria
Espectrofotometria
Aminoácidos como a Fenilalanina, Tirosina e Triptofano são os principais responsáveis pela absorção de luz das proteínas em virtude de possuírem o anel benzênico em sua estrutura química, além da ligação peptídica listada acima.
 A luz é absorvida na faixa de 280nm
Lei de Lambert-Beer
A “força vital” da espectrofotometria está fundamentada na lei de Lambert-Beer
A absorbância é diretamente proporcional a concentração da solução de amostra
Espectrofotometria
Log(I/I0)=εcl
A= εcl
Onde :
A é a absorbância,
ε é o coeficinte de extinção molar e
l é o comprimento da cubeta.
Curva de calibração
Espectrofotômetro
Fonte de Luz: é composta por uma lâmpada de deutério e uma lâmpada de tungstênio (semelhante à lâmpada de carro). A lâmpada de deutério emite radiação UV e a de tungstênio emite luz visível.
Espectrofotômetro
Monocromador: alguns espectrofotômetros ainda possuem um prisma como monocromador, porém os mais modernos possuem dispositivos eletrônicos que transformam a luz incidida em vários comprimentos de onda, em um só comprimento, ou seja, a luz monocromática.
Espectrofotômetro
Cubeta: é o recipiente propício para conter a amostra que será utilizada na análise, as cubetas podem ser de quartzo, vidro e acrílico, porém recomenda-se que seja usada uma cubeta de quartzo por que o vidro e o plástico absorvem UV e causa a reflexão da luz visível.
Espectrofotômetro
Detector: o detector é um dispositivo que detecta a fraçãode luz que passou pela amostra e transfere para o visor e para o computador acoplado ao aparelho.
Cuidados em espectrofotometria
É imprescindível que o equipamento seja calibrado e manuseado de acordo com as instruções do fabricante, por ele já trazer a margem de erro que o aparelho tem;
Evitar erros de leitura, certificar-se de que o equipamento esteja fechado, antes da leitura a luz do ambiente pode interferir no resultado
Espectrofotômetro
Manter sempre limpo e fechado a fim de evitar o acumulo de partículas de poeira que interferem na análise. 
Em hipótese alguma toque a cubeta com as mãos sem luvas, a nossa mão contém gorduras e interferem na leitura.
Só podem ser analisados por espectrofotometria de absorção compostos que absorvem luz.
Espectrofotômetro
Em caso de soluções fortemente coloridas como permangantos, complexos altamente coloridos, dicromatos, cromatos e outros compostos com cores altamente acentuadas deverão ser feitas no mínimo 5 diluições de concentração conhecida e lidas no espectrofotômetro e uma curva analítica deverá ser traçada afim de determinar o coeficiente de extinção molar.
Espectrofotômetro
 Soluções muito concentradas tendem provocar erros de leitura por que existem muitas moléculas próximas umas das outra