#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis
Para toda matéria, a frequência da onda eletromagnética emitida aumenta com o aumento da temperatura, desde o infravermelho (frequência mais baixa) até o ultravioleta (frequência mais alta). Por volta de 1900, o físico e matemático alemão Max Karl Ernest Ludwig Planck (1858-1947) admitiu que a energia não era contínua como se pensava: Os corpos aquecidos emitem radiação não sob a forma de ondas, mas sob a forma de pequenos “pacotes” de energia denominados quantum, ou seja, a energia é descontínua. Max Planck supôs que cada quantum equivalia a uma quantidade definida de energia, proporcional à frequência da radiação. De acordo com a teoria dos quanta (o plural de quantum é quanta), a energia não se propaga como um fluxo contínuo, mas na forma de quanta ou “pa cotes de energia”. Atual mente, um quantum de energia radiante é de no minado fóton. “Pacotes” ou quanta de energia Alex Argozino/Arquivo da editora A ilustração está fora de escala. Cores fantasia. A imagem ao lado é apenas um modelo criado para ilustrar uma teoria que procura explicar os fenômenos observados na prática, ou seja, não possui existência física real. Einstein utilizou a hipótese dos quanta de Planck para explicar a transmissão da radiação no vácuo e afirmou que a absorção de energia pelos corpos é feita de um quantum por vez. Afinal, qual teoria devemos utilizar? Temos duas teorias: a que diz que a luz é composta de ondas eletromagnéticas (teoria ondulatória) e a que diz que a luz é composta por minúsculas partículas de energia (teoria corpuscular), emitidas pelos corpos luminosos. Qual é a correta? Tudo o que podemos afirmar é que a teoria ondulatória permite explicar certas observações experimentais, mas não todas elas. A teoria corpuscular da luz explica outras observações. Usadas separadamente, cada teoria é insuficiente; é preciso, portanto, usar as duas. Devemos lembrar que foi possível demonstrar a natureza ondulatória da luz por um experimento, e sua natureza corpuscular por outro. Mas ainda não foi possível realizar um experi mento que demonstre, ao mesmo tempo, essas duas características da luz. De qualquer forma, não é porque ainda não podemos efetuar experimentos que demonstrem a dualidade onda-partícula da luz que deixaremos de considerá-la como tal. Eletricidade e radioatividade 155
Vlue/123RF/Easypix 6 Espectros dos elementos Há muito tempo sabe-se que vários materiais podem emitir luz quando recebem energia. Esse é o princípio dos fogos de artifício, conhecidos pelos chineses desde a Antiguidade. A cor emitida pelos fogos de artifício depende dos íons existentes na composição das substân cias utilizadas ou formadas na combustão da pólvora, como mostra o quadro abaixo. Substância Íon Cor da luz emitida Sr(NO 3 ) 2 ou SrC 2 O 4 Sr 2+ Vermelha CuC, 2 ou NH 4 Cu(NO 3 ) 3 Cu 2+ Azul (T ↑) ou verde (T ↓) Na 2 CO 3 ou Na 3 A,F 6 Na 1+ Amarelo Ba(C,O 3 ) 2 ou Ba(NO 3 ) 2 Ba 2+ Verde A cor emitida pelos fogos de artifício depende dos íons existentes na composição das substâncias utilizadas ou formadas na combustão da pólvora. O que caracteriza a cor que observamos em uma substância é sua propriedade de absorver certos comprimentos de onda e refletir outros. O físico alemão Joseph von Fraunhofer (1787-1826) inventou um aparelho capaz de identificar exatamente o tipo de luz emitida ou absorvida por determinado elemento ou substância. Esse aparelho, o espectroscópio, possui uma escala graduada em frequências (ou comprimentos de onda) e uma luneta para observar o espectro obtido (diretamente ou projetado em um anteparo). Se, em vez de uma luneta, o espectroscópio possui uma chapa fotográfica para registrar os espectros, temos um espectrógrafo. fonte de alta-tensão chapa fotográfica A ilustração está fora de escala. Cores fantasia. Alex Argozino/Arquivo da editora tubo contendo hidrogênio lente prisma Esquema simples de um espectrógrafo que mostra o espectro do gás hidrogênio na chapa fotográfica. Nesse aparelho, o feixe de luz emitido pelo tubo que contém hidrogênio entra em uma fenda estreita e é focado por uma lente (ou conjunto de lentes). Em seguida, esse feixe atravessa um prisma. Nesse processo, toda a luz é refratada (desviada) pelo prisma, modificando seu ângulo de propagação. As diferentes frequências (ou cores) são desviadas segundo ângulos diferentes. O resultado que mostra a “composição da luz” emitida pelo elemento analisado, em diferentes fre quên cias, é registrado na chapa fotográfica. 156 Capítulo 6
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Para toda matéria, a frequência da onda eletromagnética emitida aumenta com<br />
o aumento da temperatura, desde o infravermelho (frequência mais baixa) até o<br />
ultravioleta (frequência mais alta).<br />
Por volta de 1900, o físico e matemático alemão Max Karl Ernest Ludwig<br />
Planck (1858-1947) admitiu que a energia não era contínua como se pensava:<br />
Os corpos aquecidos emitem radiação não sob a forma de<br />
ondas, mas sob a forma de pequenos “pacotes” de energia<br />
denominados quantum, ou seja, a energia é descontínua.<br />
Max Planck supôs que cada quantum equivalia a uma quantidade definida<br />
de energia, proporcional à frequência da radiação.<br />
De acordo com a teoria dos quanta (o plural de quantum é quanta), a energia<br />
não se propaga como um fluxo contínuo, mas na forma de quanta ou “pa cotes<br />
de energia”. Atual mente, um quantum de energia radiante é de no minado fóton.<br />
“Pacotes” ou quanta de energia<br />
Alex Argozino/Arquivo da editora<br />
A ilustração está<br />
fora de escala.<br />
Cores fantasia.<br />
A imagem ao lado é apenas um modelo criado<br />
para ilustrar uma teoria que procura explicar<br />
os fenômenos observados na prática, ou seja,<br />
não possui existência física real.<br />
Einstein utilizou a hipótese dos quanta de Planck para explicar a transmissão<br />
da radiação no vácuo e afirmou que a absorção de energia pelos corpos é feita<br />
de um quantum por vez.<br />
Afinal, qual teoria devemos utilizar?<br />
Temos duas teorias: a que diz que a luz é composta de ondas eletromagnéticas<br />
(teoria ondulatória) e a que diz que a luz é composta por minúsculas partículas de<br />
energia (teoria corpuscular), emitidas pelos corpos luminosos. Qual é a correta?<br />
Tudo o que podemos afirmar é que a teoria ondulatória permite explicar<br />
certas observações experimentais, mas não todas elas.<br />
A teoria corpuscular da luz explica outras observações.<br />
Usadas separadamente, cada teoria é insuficiente; é preciso, portanto, usar<br />
as duas.<br />
Devemos lembrar que foi possível demonstrar a natureza ondulatória da luz<br />
por um experimento, e sua natureza corpuscular por outro. Mas ainda não foi<br />
possível realizar um experi mento que demonstre, ao mesmo tempo, essas duas<br />
características da luz.<br />
De qualquer forma, não é porque ainda não podemos efetuar experimentos<br />
que demonstrem a dualidade onda-partícula da luz que deixaremos de considerá-la<br />
como tal.<br />
Eletricidade e radioatividade 155