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MECÂNICA QUÂNTICA

Prof. Alberto Ricardo Präss

EFEITO FOTOELÉTRICO

7. Escala de Radiações Eletromagnéticas: o espectro eletromagnético

Sabemos que o comprimento das ondas eletromagnéticas varia desde valores da ordem de \( 10^{-3} \text{ m} \) (ondas de rádio) até \( 10^{-10} \text{ m} \) (raios X). A luz visível constitui uma parte minúscula do espectro das ondas eletromagnéticas. No entanto, só quando se estudou esta pequena parte do espectro é que se descobriram outras radiações com propriedades pouco habituais.

Veja a escala completa das ondas eletromagnéticas, com a indicação do comprimento de onda e da frequência de radiações diferentes, assim como os mecanismos com o auxílio dos quais se obtêm ondas eletromagnéticas de diversas faixas de frequência.

RAIOS GAMA RAIOS X ULTRAVIOLETA LUZ VISÍVEL INFRAVERMELHO MICRO-ONDAS ONDAS DE RÁDIO f (Hz) λ (m) 1022 1021 1020 1019 1018 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105 104 103 102 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 PP f E Q λ T Legenda Técnica do Gráfico: PP: Poder de penetração da radiação na matéria f: Frequência da onda eletromagnética E: Energia quântica do fóton associado Q: Quantidade de movimento (momento linear) λ (Lambda): Comprimento de onda T: Período de oscilação da onda

Costuma-se distinguir a radiação de baixa frequência, a radiação de rádio, os raios infravermelhos, a luz visível, os raios ultravioletas, os raios X e a radiação gama. Já conhecem todas as radiações, exceto a radiação gama. Esta última tem as ondas mais curtas e é emitida pelos núcleos dos átomos.

Diferenças de princípio entre os vários tipos de radiação não existem. Todos eles são ondas eletromagnéticas criadas por partículas carregadas em movimento acelerado. As ondas eletromagnéticas são detectadas, em última análise, pela sua ação sobre partículas carregadas. No vácuo a radiação de qualquer comprimento de onda propaga-se à velocidade de 300.000 km/s. As fronteiras entre diferentes domínios da escala de radiação são muito convencionais.

As radiações de diferentes comprimentos de onda diferenciam-se umas das outras pelo método de obtenção (a radiação de antena, a radiação térmica, a radiação por frenagem dos elétrons rápidos e outras) e pelos métodos de registro.

Sobre a forma de obter ondas de rádio e sobre os métodos de as registrar não falaremos neste texto. Sobre as ondas eletromagnéticas da faixa óptica (infravermelhas, visíveis e ultravioletas) e sobre os raios X falou-se brevemente neste capítulo. Mais adiante, falaremos sobre a radiação gama. À medida que diminui o comprimento de onda, as diferenças quantitativas do seu valor convertem-se em mudanças qualitativas.

As radiações de comprimentos de ondas diferentes diferenciam-se fortemente umas das outras pela maneira como a matéria as absorve. As radiações de ondas curtas (Röntgen e em especial os raios gama) são fracamente absorvidas. As substâncias opacas para as ondas da faixa óptica são transparentes para estes últimos tipos de radiação. O coeficiente de reflexão das ondas eletromagnéticas depende também do comprimento de onda. Mas a principal diferença entre as radiações de ondas longas e as de ondas curtas consiste no fato de as radiações de ondas curtas revelarem as propriedades das partículas. Acerca disto falaremos no capítulo seguinte.

Leia RADIAÇÃO GAMA

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