radiação de cargas aceleradas. irradiador ideal absorvedor ideal leis de kirchhoff da radiação...
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Radiação de cargas aceleradas
Irradiadorideal
Absorvedorideal
Leis de Kirchhoff da radiação térmica
Equlíbrio Termodinâmico
Gustav Robert Kirchhoff (1824--1887)
Lei de Stefan-Boltzmann
Potência total irradiada:
Irradiância:
Lei de Wien
2,898 mm K
N. Bohr M. Planck
Lei de Planck da Radiação
osciladores
E = h f
h = 6,63 x 10-34 J s
Catástrofe do ultravioleta
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod6.html
dν/dλ = − cλ2
Lei de Planck
“Energia quantizada nos osciladores”
Radiação de fundo do Universo
(Temperatura do Universo)
Comparação da CMB observada por diferentes satélites:
COBE, WMAP e Planck
CMB Cosmic Microwave Background
CMB
~ 2.7 K
Mapa da anisotropia da CBM
Radiação Solar
(Temperatura da Terra)
Kiehl, J. T. and Trenberth, K. E.. "Earth's Annual Global Mean Energy Budget". Bulletin of the American Meteorological Association 78: 197-208 (1997).
Albedo = coeficiente de refletividade difusa da Terra
30 % =
Transições Eletrônicas
A teoria de Bohr do átomo de hidrogênio
Átomo de Hidrogênio
Órbitas Orbitais
Diagrama de níveis de energia
Representação detransições radiativas
E
E1
E2
E3
E4
absorção
emissão
Os espectros de raios X dos elementos químicos
O espectro característico de raios X
Radiação de frenagem (Bremsstrahlung)
Linhas de Balmer
Aplicação: análise por microscopia eletrônica
Lei de Moseley
Henry G. J. Moseley (1887-1915)
A Lei de Moseley
Para o hidrogênio:
Para átomos com mais de 1 elétron:
Para K:
Fórmula de Larmor , 1897
Joseph Larmor (1857-1942)
http://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/news/gallery/20130228-radiationbelts.html
Cinturões de radiação de Van Allen, 1958
Fluxo omnidirecional : 104 – 107 partículas / cm2 s
Auroras boreal e austral
Aplicação em fontes de radiação síncrotron: dispositivos.
CERN, Genebra
Emissão de Radiação
Fonte: http://www.umich.edu/~radinfo/introduction/popdose.htm
Madame Marie Curie (1867-1934)
Nobel em Física pela descoberta
da radioatividade
Decaimentos radioativos
A descoberta do núcleo
Ernest Rutherford (1911)
Teste de Modelos Nucleares
Constituintes nucleares
• Prótons p +e 1,007276 uma• Nêutrons n 0 1,008665 uma• Nucleons: prótons e nêutrons dois estados
da mesma partícula• Notação• Nota: 1 uma = 1,66 x 10-27 kg
NAZ X
Exercícios e problemas
1E. Um núcleo de ouro tem um raio de 6,23 fm e uma partícula alfa tem um raio de 1,80 fm. Que energia deve ter uma partícula alfa incidente para “encostar” na superfície do núcleo de ouro? A energia potencial elétrica do sistema é dada por U=q1q2/40r.
Colisão frontal
Terminologia
Z: número de prótons (número atômico)N: número de nêutronsA: número de massaA = Z + N
Classificação dos nuclídeosCarta de nuclídeos
Classificação dos nuclídeos
Carta de nuclídeos
A=23
Tamanho e proporção dos núcleos
1 femtômetro = 1 fermi = 1 fm = 10-15 m
Raio Nuclear: Fenomenológico
Tamanho do núcleo atômico
1 F = 1 Fermi = 10-15 m
Densidade nuclear
Massa, energia de ligação e defeito de massa
Massa dos núcleos
Unidade de massa atômica:
1 u = 1,661 x 10-27 kg
(massa atômica do 12C é exatamente 12 u)
Lembrando:
c2 = 931,5 MeV/u
FissãoFusão
(energia de ligações)
(energia de ligação por núcleon)
Massa, energia de ligação e defeito de massa
Fusão nuclear
O combustível das estrelas
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/astfus.html - c1
Fissão nuclear
Papel Alumínio Chumbo
Saúde humana
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/radrisk.html
Hyperphysics
Atividade, exposição e dose
1 gray = 100 rads1 sievert = 100 rem1 becquerel = 27 picocuries ou 2.7 x 10-11 curies1 curie é a atividade de 1 g de Ra-226 ou 3.7 x 1010 desintegrações/segundo (Bq).
1 homem adulto (65 Bq/kg) 4500 Bq1 kg café 1000 Bq
1 kg castanha do Pará 400 Bq1 banana 15 Bq
100 m2 de ar na Australia (Rn) 3000 Bq
100 m2 de ar na Europa (Rn) até 30 000 Bq
Radioisótopo para diagnóstico médico 70 MBq
Radioisótopo fonte para terapias médicas 100 TBq
1 kg uranium 25 MBq
Exposição Dose absorvida
Tipo de Radiação Rad Fator Q Rem
Raios X 1 1 1
Raios gama 1 1 1
Partículas beta 1 1 1
Neutrons térmicos 1 5 5
Neutrons rápidos 1 10 10
Partículas alfa 1 20 20
Alta RadiosensibilidadeLinfóides órgãos, maxilar, sangue, testículos, ovários, intestinos
Relativamente Alta RadiosensibilidadePele e órgãos com células de revetimento epiteliais (córnea,
boca, esofago, rectum, ...)Moderada Radiosensibilidade
Cristalino, estômago, cartilagem, vaculatura finaRelativamente Baixa Radiosensibilidade
Óssos, cartilagens velhas, glândulas salivares, órgãos respiratórios, rins, fígado, pâncreas, tiróide, glândulas em geral
Baixa Radiosensibilidade Músculo, cérebro, espinha dorsal