Uma estrela esférica de raio R e com temperatura T emite radiação térmica como um corpo negro.
a) Calcule a quantidade de massa Δ m perdida pela estrela durante um intervalo de tempo Δ t (expresse sua resposta em termos da constante de Stefan-Boltzmann, de c, T, R e Δ t).
b) Um laboratório na Terra observa que o comprimento de onda do máximo da distribuição de radiação térmica da estrela é λ m a x T e r r a . Supondo que a estrela esteja se afastando da Terra com velocidade v, calcule sua temperatura, como função de v, c, λ m a x T e r r a e da constante de Wien b.
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O estudo da radiação térmica se deu a partir do momento em que o físico alemão Robert Kirchhoff, ao analisar as relações existentes entre calor absorvido e calor emitido, propôs duas leis fundamentais para o estudo da radiação térmica.
A primeira lei fala sobre a cor da radiação emitida. Ela depende da frequência, e esta frequência depende da temperatura do corpo aquecido, seja qual for sua composição.
A segunda lei de Kirchhoff introduz o conceito de corpo negro. Para ele, o corpo negro é um excelente emissor de radiação, e toda radiação gerada nele é emitida.
Como o corpo negro apresenta fácil realização prática, ele se tornou fundamental para o estudo das radiações térmicas. Isso porque o corpo negro é caracterizado por uma abertura em um objeto oco, o que possibilita a reflexão nas paredes internas de qualquer tipo de radiação emitida absorvendo então essa radiação.
Modelo prático de um corpo negro
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A montagem experimental, feita a partir da radiação emitida pelo corpo negro, obtinha gráficos que eram formados pela potência dessa radiação, mas não eram capazes de serem explicados. Isso porque a física clássica não possuía informações necessárias capazes de obter uma função matemática que desse origem a tais gráficos.
Por volta de 1900, o físico alemão Max Planck resolveu partir dos gráficos gerados pela radiação para enfim chegar à equação. Nascia então a mecânica quântica.
Através de tanto estudo, hoje é sabido que todo objeto que é superaquecido emite uma radiação visível, analisada através do espectrômetro (dispositivo que dispersa radiação).
Através desse objeto é possível medir o comprimento e a intensidade de ondas eletromagnéticas, componentes da radiação emitida, o que permite a construção do seu espectro.
Radiador Ideal – Corpo negro cuja radiação depende apenas de sua temperatura.
Por Talita A. Anjos
Graduada em Física
Equipe Mundo Educação
Publicado por Talita Alves dos Anjos
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