Radiação de corpo negro

A radiação de corpo negro é a radiação eletromagnética térmica dentro ou ao redor de um corpo em equilíbrio termodinâmico com seu ambiente, ou emitida por um corpo negro, um corpo hipotético opaco e não reflexivo que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide e emite radiação eletromagnética térmica, que é o resultado do movimento acelerado de partículas carregadas.^[1]

Espectro da radiação de corpo negro para diversas temperaturas.

Em um material aquecido, a temperatura está associada à energia cinética dos átomos. Um aumento de temperatura implica em mais energia cinética fornecida para os átomos que constituem o material. Estes emitem luz a partir de partículas carregadas^[2] em movimento, gerando radiação eletromagnética.

A radiação do corpo negro tem um espectro específico e intensidade que depende apenas da temperatura do corpo, o que é assumido por uma questão de cálculos e teoria para ser uniforme e constante. Todos os corpos emitem radiação térmica, mas não necessariamente na faixa do visível, e à medida que se aumenta a temperatura a radiação é alterada.

Os cientistas do século XIX tentaram explicar as leis da radiação do corpo negro construindo um modelo da radiação eletromagnética em termos de ondas e usando a física clássica para derivar suas características. Eles, entretanto, descobriram, com muita surpresa, que as características deduzidas não estavam de acordo com as observações experimentais. De acordo com a física clássica, qualquer objeto muito quente deveria devastar a região em volta dele com suas radiações de alta frequência. Até mesmo o corpo humano, em 37 °C, deveria brilhar no escuro. Não existiria, de fato, a escuridão.^[3]

Lei de Stefan-Boltzmann

Ver artigo principal: Lei de Stefan-Boltzmann

Em 1879, o físico Josef Stefan analisou o aumento do brilho de um corpo negro quando era aquecidos e descobriu que a intensidade total emitida em todos os comprimentos de onda era proporcional a quarta potência da temperatura. Esse resultado deu origem a Lei de Stefan-Boltzmann, usualmente descrita como:

${\displaystyle {\frac {_{\mbox{potência emitida}}}{_{\mbox{área superficial}}}}=constante\times T^{4}}$

Em que ${\displaystyle T}$ é a temperatura absoluta em escala Kelvin. A potência emitida é dada em Watt e a área superficial é dada em metros quadrados. O valor experimental da constante é ${\displaystyle 5,67\times 10^{-8}Wm^{-2}K^{-4}}$.^[4]

Ver também

• Irradiação térmica
• Ponto de Draper
• Espectro visível
• Lei de Wien
• Relação de dispersão
• Lei de Planck
• Isolamento multi-camada

Referências

1. «Radiação de corpo negro» (PDF). Consultado em 11 de dezembro de 2020
2. «A Radiação do Corpo Negro e sua Influência sobre os Estados dos Átomos» (PDF). Consultado em 11 de dezembro de 2020
3. Atkins, Peter; Jones, Loretta (2012). Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente 5 ed. Porto Alegre: Bookman. ISBN 9788540700383
4. Atkins, Peter; Jones, Loretta (2007). Princípios de Química 3 ed. Porto Alegre: Bookman. p. 116

Bibliografia

• Chandrasekhar, S. (1950). Radiative Transfer. [S.l.]: Oxford University Press
• Goody, R. M.; Yung, Y. L. (1989). Atmospheric Radiation: Theoretical Basis 2nd ed. [S.l.]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-510291-8
• Hermann, A. (1971). The Genesis of Quantum Theory. Nash, C.W. (transl.). [S.l.]: MIT Press. ISBN 0-262-08047-8 a translation of Frühgeschichte der Quantentheorie (1899–1913), Physik Verlag, Mosbach/Baden.
• Kirchhoff, G.; [27 October 1859] (1860a). «Über die Fraunhofer'schen Linien» [On Fraunhofer's lines]. Monatsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin: 662–665
• Kirchhoff, G.; [11 December 1859] (1860b). «Über den Zusammenhang zwischen Emission und Absorption von Licht und Wärme» [On the relation between emission and absorption of light and heat]. Monatsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin: 783–787
• Kirchhoff, G. (1860c). «Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme and Licht» [On the relation between bodies' emission capacity and absorption capacity for heat and light]. Annalen der Physik und Chemie. 109 (2): 275–301. Bibcode:1860AnP...185..275K. doi:10.1002/andp.18601850205 Translated by Guthrie, F. as Kirchhoff, G. (1860). «On the relation between the radiating and absorbing powers of different bodies for light and heat». Philosophical Magazine. Series 4, volume 20: 1–21
• Kirchhoff, G. (1882) [1862], «Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht», Gessamelte Abhandlungen, Leipzig: Johann Ambrosius Barth, pp. 571–598
• Kondepudi, D.; Prigogine, I. (1998). Modern Thermodynamics. From Heat Engines to Dissipative Structures. [S.l.]: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-97393-9
• Kragh, H. (1999). Quantum Generations: a History of Physics in the Twentieth Century. [S.l.]: Princeton University Press. ISBN 0-691-01206-7
• Kuhn, T. S. (1978). Black–Body Theory and the Quantum Discontinuity. [S.l.]: Oxford University Press. ISBN 0-19-502383-8
• Landsberg, P. T. (1990). Thermodynamics and statistical mechanics Reprint ed. [S.l.]: Courier Dover Publications. ISBN 0-486-66493-7
• Lavenda, Bernard Howard (1991). Statistical Physics: A Probabilistic Approach. [S.l.]: John Wiley & Sons. pp. 41–42. ISBN 978-0-471-54607-8
• Loudon, R. (2000) [1973]. The Quantum Theory of Light third ed. [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 0-19-850177-3
• Mandel, L.; Wolf, E. (1995). Optical Coherence and Quantum Optics. [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 0-521-41711-2
• Mehra, J.; Rechenberg, H. (1982). The Historical Development of Quantum Theory. volume 1, part 1. [S.l.]: Springer-Verlag. ISBN 0-387-90642-8
• Mihalas, D.; Weibel-Mihalas, B. (1984). Foundations of Radiation Hydrodynamics. [S.l.]: Oxford University Press. ISBN 0-19-503437-6
• Milne, E.A. (1930). «Thermodynamics of the Stars». Handbuch der Astrophysik. 3, part 1: 63–255
• Partington, J.R. (1949). An Advanced Treatise on Physical Chemistry. Volume 1. Fundamental Principles. The Properties of Gases. [S.l.]: Longmans, Green and Co.
• Planck, M. (1914) [1912]. The Theory of Heat Radiation. translated by Masius, M. [S.l.]: P. Blakiston's Sons & Co.
• Rybicki, G. B.; Lightman, A. P. (1979). Radiative Processes in Astrophysics. [S.l.]: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-82759-2
• Schirrmacher, A. (2001). Experimenting theory: the proofs of Kirchhoff's radiation law before and after Planck. [S.l.]: Münchner Zentrum für Wissenschafts und Technikgeschichte
• Siegel, D.M. (1976). «Balfour Stewart and Gustav Robert Kirchhoff: two independent approaches to "Kirchhoff's radiation law"». Isis (jornal). 67 (4): 565–600. doi:10.1086/351669
• Stewart, B. (1858). «An account of some experiments on radiant heat». Transactions of the Royal Society of Edinburgh. 22: 1–20
• Wien, W. (1894). «Temperatur und Entropie der Strahlung» [Temperature and entropy of radiation]. Annalen der Physik. 288 (5): 132–165. Bibcode:1894AnP...288..132W. doi:10.1002/andp.18942880511

Este artigo sobre física é um esboço. Você pode ajudar a Wikipédia expandindo-o. v d e

• Portal da física