Resumo Radiação de Corpo Negro Radiância Corpo Negro Radiação de Cavidade Lei de Stefan e Deslocamento de Wein

RADIÇÃO DE CORPO NEGRO\n\nA física clássica, até o início do século XX, não fornecia o análico para a explicação de diversos fenômenos, como o espectro de linhas dos elementos no estado gasoso, o efeito fotoelétrico, ou seja, metais expostos a uma radiação de alta frequência tinham elétrons ejetados de sua superfície e um outro fenômeno que é a distribuição do espectro de energia de um corpo negro.\n\n* CORPO NEGRO E RADIÂNCIA\n\nO fenômeno da absorção de energia é explicado com base em oscilações atômicas. A matéria (constituída de átomos e moléculas) possui elementos oscilantes que oscilam com determinadas amplitudes sob uma fonte de excitação externa. Ao incidir uma radiação eletromagnética, os elétrons passam a executar oscilações forçadas e como esses elétrons estavam em movimento, geravam radiação eletromagnética (onda eletromagnética emitida) possuindo a mesma frequência da onda (incidente) para o fenômeno da absorção, acentuando-se pelos oscilações atômicos obtinha sujeito a forças dissipativas viciosas desconhecidas na época.\n\n1. Corpo Negro\n\nUm corpo negro absorve toda a radiação nele incidente, uma boa aproximação para corpos negros são uma lâmpada negra ou a platina negra. Vale ressaltar que uma cavidade com um orifício suficientemente pequeno e um corpo negro puro, se a radiação incidente na cavidade pelo orifício sofrer reflexões sucessivas, conforme representado na figura. Fig. 1: Cavidade com pequeno orifício\n\nPara temperaturas baixas, o óxido é mesmo para temperaturas suficientemente elevadas a cavidade emite radiação \"R\".\n\nUma grandeza física de intensidade nos corpos negros é a radiância a taxa de potência por unidade de área em todas as direções ou ainda a própria distribuição espectral do corpo negro podemos defini-la matematicamente como:\n\nR = ∫_0^∞ u(ω,T)dω = E(λ,T)dλ\n\nNote que definimos a radiância tanto em termos da frequência ω como do comprimento de onda λ, mas ambas continuam sendo uma função da temperatura. Podemos ainda defini-la em termos da densidade de energia total u(T) dada por:\n\nU(τ) = ∫_0^∞ u(ω,T)dω - ∫_0^∞ u(λ,T)dλ\nComo temos que:\n\nR = (c/4) U(ω,T)\n\n(3) A partir de (3), obtemos:\n\nR = ∫_0^∞ u(ω,T)dω = (c/4) ∫_0^∞ u(λ,T)dλ = (c/4) U(τ)\n\nConsiderando a representação gráfica entre ω e R em radiância:\n\n[gráfico]\n\nNote que a medida que a temperatura aumenta, a radiância também aumenta o que corresponde à Lei de Stefan:\n\nR = σT²\n\n(5) [Lei de Stefan]\n\nA lei de Stefan (5) pode ser obtida pelo (4):\n\nσ = (c/4) ∫_0^∞ u(λ,T)dλ = σT^4\n\n(6)\n\nonde σ é a constante de Stefan-Boltzmann. σ = 5,67·10⁻⁸ W/m²·K²\nCom o aumento da temperatura, ocorre o aumento da frequência, a Lei do Deslocamento de Wien.