Radiação do corpo negro

Em termos físicos, nos referimos a corpo negro quando um corpo absorve toda a radiação que é incidida sobre ele, ou seja, nenhuma luz é refletida ou consegue atravessá-lo. No século XIX, várias experiências foram realizadas, mas a que mais chamou a atenção dos cientistas foi de fato a luz emitida por corpos aquecidos a altas temperaturas, como por exemplo, o ferro quente ou o carvão em brasa. Na época, os ferreiros sabiam que era mais fácil manusear o ferro quando bem aquecido, ou seja, na cor rubra.

Inicialmente foi proposto um modelo de estudos visando realizar os cálculos apenas da radiação produzida pela agitação térmica, ou seja, da luz que os corpos quentes emitiam. O corpo deveria absorver toda a radiação que até ele chegava, tornando-se um corpo todo negro, surgindo daí o nome do modelo estudado: radiação do corpo negro.

Historicamente podemos dizer que o termo Mecânica Quântica passou a ser utilizado em função do estudo sobre a radiação do corpo negro.

Mas primeiramente precisamos saber de fato o que é radiação do corpo negro. Quando aquecemos um determinado corpo, ele passa a emitir radiação eletromagnética, desse modo, o espectro de sua radiação está ligado diretamente à temperatura do corpo. Podemos citar como exemplo o forno de uma indústria siderúrgica ou o Sol que produz radiação através da agitação térmica. Quando olhamos para um monte de carvão em brasa, estamos olhando a radiação de corpo negro de um corpo cuja temperatura é altíssima.

Lâmpada incandescente

Outro exemplo de radiação de corpo negro que podemos citar e que está ligado a nossa vida cotidiana trata-se da lâmpada incandescente ou filamento. A corrente elétrica quando passa através do filamento da lâmpada provoca o seu aquecimento, por meio do efeito Joule, comportando-se como um corpo negro. Quando a temperatura do filamento atinge aproximadamente 2.000 K, uma parte da energia é emitida na forma de luz visível, que é utilizada para iluminação, e outra parte da energia térmica é emitida no espectro do infravermelho não sendo então aproveitada na iluminação.

Para que tenhamos maior eficiência de iluminação de uma lâmpada elétrica, deve-se aumentar a temperatura do filamento. Para que uma lâmpada de filamento venha a produzir luz semelhante à luz do Sol, o filamento deve operar com uma temperatura semelhante à superfície solar, que é de aproximadamente 5.700 K. O material utilizado como filamento da lâmpada é o tungstênio que possui temperatura de fusão de 3.137 K.

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Radiação causada pela agitação térmica.

Radiação causada pela agitação térmica.

Por: Domiciano Correa Marques da Silva

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