Texto Completo em PDF - Programa de Pós-Graduação em Física ...

Capítulo 2
A interação da radiação com a
matéria
O problema da interação da luz com a matéria é de grande importância na natureza
e interesse em Ciências da Natureza. Como salientamos anteriormente, no início do século
XX, problemas relacionados com esta interação como o corpo negro e o efeito fotoelétrico
deram origem à Mecânica Quântica [21].
Por outro lado, os espectros atômicos e moleculares forneceram dados necessários
para o estabelecimento e desenvolvimento da Teoria Quântica. Ainda hoje, a maioria das
informações experimentais que conhecemos dos sistemas atômicos e moleculares é devido ao
conhecimento de seus espectros. Quantidades espectroscópicas importantes para o conheci-
mento destes sistemas são as secção de choque de absorção e os momentos de transição entre
os estados dos sistemas [22]. Neste capítulo tratamos o problema da absorção de luz pela
matéria de forma a obtermos uma expressão teórica para a secção de choque de absorção e
os momentos de transição entre os estados do sistema, além de determinar os coeficientes
de Einstein, que nos fornecem informações sobre as taxas de probabilidade de absorção e
emissão de fótons por uma molécula. Mais especificamente o coeficiente relacionado a taxa
de emissão espontânea nos formece também uma informação sobre o tempo de vida média
de um estado molecular.
2.1 Os coeficientes de Einstein
Einstein, no ano de 1917, por meio de argumentos probabilísticos, conseguiu
derivar a fórmula de Planck para a densidade de energia irradiada pelo corpo negro [23]. A
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