Radiação do corpo negro                FÍSICA  
EXPLORAÇÃO DE SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS

[1] Simulação da autoria de University of Colorado, Colorado, Estados Unidos da América, disponível em 18/02/2014

 

 

Na simulação disponível podes definir a temperatura a que se encontra um determinado corpo, que possui características de um corpo negro, para observares a curva da intensidade da radiação eletromagnética emitida, pelo corpo, nos diferentes comprimentos de onda do espetro eletromagnético.

 

Podes também identificar a cor que o corpo apresentará à temperatura selecionada.

• No caso particular das estrelas, a cor apresentada é a cor vista do espaço, onde não existe a interferência da atmosfera terrestre na observação. Assim, para o caso particular do Sol, percebe-se facilmente o efeito da nossa atmosfera na sua observação.

 

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Antes de começares a exploração da simulação analisa-a atentamente.

 

i. Quais das variáveis apresentadas podes manipular?

 

Os eixos do gráfico representam grandezas com unidades que talvez desconheças. Repara que o eixo horizontal representa os vários comprimentos de onda da radiação emitida pelo corpo negro e o eixo vertical representa a intensidade da radiação emitida pelo corpo negro a diferentes comprimentos de onda.

 

ii. Quais são as unidades de comprimento de onda representadas? Essas unidades são as unidades do sistema internacional?

 

iii.  Repara nas unidades apresentadas para a intensidade da radiação emitida a determinado comprimento de onda. A que grandezas se referem estas unidades?

 

 

Tendo isto em conta podes explorar a simulação seguindo as etapas propostas e aproveita para dar resposta às questões que vão sendo apresentadas, para no final poderes tirar as tuas conclusões.

 

 

1 -  Seleciona a temperatura correspondente ao Forno. 

 

2 -  Observa a respetiva curva de emissão e identifica:

• Em que região(ões) do espetro eletromagnético emite um forno industrial?

• Qual é o comprimento de onda da radiação (valor aproximado) emitida com maior intensidade?

 

3 - Seleciona agora a temperatura média da Terra.

 

4 -  Analisa a curva de emissão obtida e responde às questões:

• Qual é o comprimento de onda da radiação emitida pela Terra com maior intensidade?

• Por que é que a Terra não é um corpo luminoso?

 

5 -  Seleciona o valor da temperatura a que se encontra a estrela Deneb, cerca de 1,5 vezes a temperatura do Sol, ou seja, 8400 K.

 

6 -  Através da curva de emissão obtida responde às questões:

• Em que região(ões) do espetro eletromagnético emite a estrela Deneb?

• Qual o comprimento de onda da radiação (valor aproximado) emitida com maior intensidade pela estrela?

• Qual é a cor que a estrela apresenta?

 

7 -  Ao contrário da estrela Deneb, a estrela Betelgeuse apresenta uma temperatura menor que a do Sol. Seleciona a temperatura para esta estrela (3600 K) e regista a sua cor.

 

8 -  Seleciona também a temperatura do Sol e regista agora a cor apresentada pela nossa estrela.

• Ao olhares para uma fotografia do Sol, dirias que o Sol tem a cor representada na simulação? A que se deve essa diferença?

 

9 -  Comparando a curva de emissão das 3 estrelas, bem como a cor que apresentam, comenta criticamente a seguinte afirmação "Existem estrelas azuis, vermelhas e brancas também, no entanto não se observam no Universo estrelas verdes".

 

10 -   Varia o valor de temperatura em intervalos de 1000 K, aproximadamente, e observa a variação da forma da curva, atendendo ao que acontece à intensidade de radiação emitida, ao comprimento de onda da radiação emitida com maior intensidade. Regista essas observações no caderno diário.

 

11 -  A partir das observações anteriores responde às questões apresentadas.

• Qual é a relação da área abaixo da curva com a temperatura?

• Quando se aumenta a temperatura do corpo negro, como varia a forma e a intensidade no pico da curva?

• Quando se aumenta a temperatura, como varia o comprimento de onda da radiação emitida com maior intensidade?