Radiação de Corpo Negro e Efeitos Quânticos

Radi ação de Corpo Negro Lei de StefanBoltzmann A potência por unidade de área irradiada por um corpo negro é função apenas da temperatura R σT⁴ σ 56705 x 10⁸ Wm² K⁴ Lei de deslocamento de Wien O comprimento de onda para o qual a radiação é máxima varia inversamente com a temperatura λm 1T λmT constante 2898 x 10³ Distribuição espectral da densidade de energia Lei Clássica de RayleighJeans uλ kTnλ 8πkTλ⁴ Lei Quântica de Planck uλ 8πhcλ⁵ ehckT 1 Efeito Fotoelétrico Quando um fóton com energia hf chega à superfície de um metal toda a sua energia é transferida para um elétron Se φ função trabalho é a energia necessária para remover o elétron a energia cinética máxima 12 mv²max dos elétrons emitidos do metal é dada por hf φ em virtude da lei de conservação de energia Nesse caso o potencial de corte V₀ é dado por eV₀ 12 mv²max hf φ Efeito Compton O Efeito Compton explica a colisão de um fóton com um elétron A diferença entre os comprimentos de onda do fóton incidente e o fóton difratado λ₂ λ₁ é função do ângulo de difração θ λ₂ λ₁ hmc1 cosθ A grandeza hmc é chamada o comprimento de onda de Compton λc 000243 nm Espalhamento de Rutherford O modelo atômico de Rutherford prevê um núcleo massivo carregado positivamente e grandes espaços vazios onde se encontrariam os elétrons carregados negativamente Assim uma partícula alfa que passe bem perto desse núcleo poderá ser espalhada um ângulo θ devido à forte repulsão coulombiana A seção de choque é dada por σ πb² b é o parâmetro de impacto b Kq₁q₂mₐν² cotθ2 O número de núcleos por unidade de volume é n ρNAM Fração de partículas cujo ângulo de espalhamento é maior que θ f πb²nt O tamanho do núcleo rd Kq₁Q2mₐν² Modelo atômico de Bohr 1 Os elétrons se movem em certas órbitas ou estados estacionários sem irradiar energia Isso quer dizer que o momento angular está quantizado L mvₑr nh 2 Os átomos irradiam ou absorvem energia quando um elétron sofre uma transição de um estado estacionário para outro e a frequência f da radiação emitida ou absorvida está relacionada às energias das órbitas através da equação hf Ef Ei Para um átomo de carga nuclear Ze e um único elétron em órbita Raio das órbitas permitidas rn n²h²mKZ²e² n²a₀Z n 1 2 3 a₀ é o raio de Bohr raio da menor órbita no hidrogênio a₀ 0529177 Energias permitidas En mK²Z²e⁴2h²n² E₀Z²n² n 1 2 3 E₀ 136 eV é a energia da menor órbita no átomo de hidrogênio Relações de de Broglie Os elétrons e todas as outras partículas apresentam propriedades ondulatórias f Eh λ hp Partículas não relativistas E pc hf hcλ Partículas relativistas λλc 12EKE₀ EKE₀²¹² λc hmc é o comprimento de onda de Compton No átomo de hidrogênio o comprimento de onda deve se ajustar exatamente à circunferência das órbitas 2πr nλ Princípio de indeterminação de Heisenberg O princípio de incerteza estabelece a existência de um limite inferior na precisão na medida simultânea de duas grandezas ΔxΔp 12 ħ ΔEΔt 12 ħ