Propriedades Opticas - Trabalho

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
Curso: Química Tecnológica e Industrial
Disciplina: Ciência e Tecnologia dos Materiais 
Docente: Dr. Pedro Pablo Florez Rodriguez
Discente: Rodrigo da Silva Lisboa
PROPRIEDADES ÓPTICAS
1. Introdução
A resposta de um material à exposição a uma radiação eletromagnética (luz visível) se dá o nome de propriedade óptica. O comportamento óptico se dá através de uns materiais metálicos ou não metálicos em termos de suas características de absorção, reflexão e transmissão.
2. Desenvolvimento
2.1 Radiação Eletromagnética
É uma radiação ondulatória, consistindo em componentes de campo elétrico e de campo magnético (Figura 1). Alguns exemplos de radiação eletromagnética é luz, calor (Energia radiante), ondas de radio e os raios x. Cada uma tem o seu próprio comprimento de onda e a técnica no qual ela é gerada. O espectro eletromagnético da radiação abrange toda faixa do raio gama até as ondas de rádio (Figura 2)
Figura 1: Representação de uma onda eletromagnética fonte: todamateira.com.br
Figura 2: Representação do espectro eletromagnético 
	A luz visível tem um comprimento de onda que varia de 0,4x106 m e 0,7x106 m. A cor percebida é determinada pelo o comprimento de onda.
2.2 Interações da Luz com os Sólidos
	A passagem da luz para um outro meio (Ex. do ar para uma substância sólida), uma parte da radiação luminosa é transmitida para o meio, absorvida pelo o material e a outra é refletida na interface entre os dois meios, A intensidade do feixe de luz inicial vai ser a soma dessas três radiações e o seu total deve ser igual a 1.
I0 = IT + IA + IR
	Ela pode ser representada em Watts por metros quadrado, onde a energia que está sendo transmitida por unidade de tempo através de uma área unitária que é perpendicular à direção de propagação. Como o total dessas 3 forças é igual a 1 devido toda luz que incide é transmitida, temos a seguinte equação:
T + A + R = 1
	Os materiais transparentes transmitem a luz com absorção e reflexão pequenas. Já os materiais translúcidos a luz são transmitidos de uma maneira difusa, ou seja, a luz é espalhada no seu interior, sendo assim não vistos com clareza. Para os materiais opacos eles são impenetráveis a transmissão da luz visível.
2.3 Interações Atômicas e Eletrônicas
	As interações que ocorre no interior dos materiais sólidos envolve radiação eletromagnética, átomos, íons e/ou elétrons. Sendo as mais importantes a polarização eletrônica e transição eletrônica.
	Na polarização eletrônica o campo elétrico oscila rapidamente, para as faixas de frequência visíveis. O campo interage com a nuvem eletrônica. Temos duas consequências dessa polarização a primeira é a absorção de uma parte da energia de radiação reduzindo assim a velocidade da onda conforme passa através do meio e a outra é a refração (a luz entra dentro do meio).
	Já na transição eletrônica é absorção e a emissão de radiação eletromagnética. Onde um elétron de um átomo isolado é excitado por uma radiação (Ex. fóton), ele passa de um estado estável para um estado de maior energia, após um intervalo de tempo o elétron decaí para um estado fundamental, emitindo assim luz em um determinado comprimento de onda.
2.4 Propriedades Óticas dos Materiais
	São duas Propriedades óticas são elas a dos metais e não-metais. Primeiro os metais eles tendem a imitir luz no visível apenas em metais que possuem uma espessura de 0,1x106 m. A maior parte da radiação absorvida é reemitida a partir da superfície do metal na forma de luz visível com o mesmo comprimento de onda.
	Para os não-metais eles apresenta característica transparente a luz. Portanto, além da reflexão e da absorção, temos os fenômenos de refração (luz atravessa o meio) e transmissão (passagem da luz através de um sólido transparente).
2.5 Aplicações dos Fenômenos Óticos
	Luminescência – São materiais que absorvem energia e liberam luz visível, a partir da transição eletrônicas dos sólidos. Pois, quando um elétron é promovido para o estado excitado e há emissão de luz visível quando o elétron decaí para um estado de menor energia, se ocorre em 1 segundo é denominado fluorescência, mas se ocorre em um tempo maior é chamado de fosforescência,
	Fotocondutividade – depende do número de elétrons livre na banda de condução e de buracos na banda de valência. Pois, a energia térmica pela a vibração da rede promove excitação dos elétrons fazendo com que ele pule para um nível mais excitado. Portanto, a incitação de luz pode provocar consequência de transições eletrônicas, sendo absorvido e consequentemente aumentando a condutividade, dando-se o nome de fotocondutividade.
	Laser – A palavra laser é, na verdade, uma sigla para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que em português significa Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação. Isso explica muito bem o que faz um laser. Ele nada mais é do que um dispositivo que emite radiação eletromagnética e, por meio disso, gera uma ação em cascata nas partículas de luz, os chamados fótons.
Devido a essa estimulação, os fótons passam a se comportar da mesma maneira e se propagam em uma mesma direção. Para ser considerado um laser, o dispositivo precisa emitir luz visível que obedeça aos seguintes critérios: o feixe de luz deve ser estreito, altamente concentrado, monocromático e bastante intenso. O nome técnico para isso é feixe coerente, pois as partículas de luz adotam o mesmo comportamento e direção.
3. Conclusão
A partir do assunto mencionado é possível chegar à conclusão que as propriedades óticas estar presente no nosso dia-a-dia e mal se damos conta. Pois, a radiação eletromagnética estar presente tanto em ondas de rádio como também na luz, sendo observado os possíveis fenômenos de interações de refração, reflexão, absorção e transmissão da luz incidente. Além disso, suas diversas aplicações em diferentes áreas de emissão de luz, fotocondutividade e formas práticas como o laser.
4. Referência
CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: 7ª edição, Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002.