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1 - RADIAÇÃO TÉRMICA E O POSTULADO DE PLANCK

1.1 - INTRODUÇÃO

Assim como a teoria da Relatividade, a Física Quântica representa uma generalização da Física Clássica, que inclui as leis clássicas como casos especiais. Assim como a relatividade estende o campo de aplicação das leis físicas para a região de grandes velocidades, a Física Quântica estende esse campo à região de pequenas dimensões; e, assim como uma constante universal de significação fundamental, a velocidade da luz c, caracteriza a relatividade, também uma constante universal de significação fundamental, a chamada constante de Planck h, caracteriza a Física Quântica. Planck introduziu essa constante em seu artigo de 1900, quando tentava explicar as propriedades …exibir mais conteúdo…

[pic]
FIGURA 1.2: Radiância espectral de um corpo negro em função da freqüência de radiação ((), mostrada para as temperaturas de 1000K, 1500K e 2000K.

A área sobre a curva é a energia total emitida por um corpo negro a temperatura T por unidade de tempo por unidade de área. Este resultado é chamado lei de Stefan, e foi enunciado pela primeira vez em 1879 sob a forma de uma equação empírica:

[pic] (01)

em que ( é a chamada constante de Stefan-Boltzmann e vale 5,67 x 10-8 W/m2k4.

A Figura 2 também mostra que o espectro se desloca para maiores freqüências à medida que a temperatura aumenta. Este resultado é chamado lei do deslocamento de Wien.

[pic] (02)

em que fmax é a freqüência na qual R(f) tem seu valor máximo para uma dada temperatura. Quando T aumenta, fmax se desloca para freqüências mais altas. Como o comprimento de onda é inversamente proporcional à freqüência, a equação (02) pode ser escrita como: [pic] ou (maxT = constante = 2,898 x 10-3 mK (03)

Suponhamos agora que as paredes da cavidade estejam uniformemente aquecidas a uma temperatura T. Então as paredes emitirão radiação térmica que vai encher a cavidade. Somente uma pequena fração dessa radiação vinda do interior irá atravessar o orifício, ou seja, ele atua como um emissor de radiação térmica. Portanto, a radiação dentro de uma cavidade cujas paredes estão a uma temperatura T tem o mesmo caráter que a