Física

Radiação, Emissão e Absorção de Energia

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A Física Moderna também explica como átomos emitem e absorvem energia. Esse comportamento está ligado à estrutura interna do átomo e é essencial para entender tecnologias como lâmpadas, lasers, espectrômetros e até astronomia.

O que é Radiação

Radiação é a emissão de energia em forma de ondas eletromagnéticas ou partículas. Na Física Moderna, radiação está ligada à troca de energia entre elétrons e o núcleo do átomo.

✔️ Um átomo emite radiação quando um elétron perde energia, passando para um nível mais baixo.
✔️ Um átomo absorve radiação quando um elétron ganha energia, saltando para um nível mais alto.

Níveis de Energia do Átomo

Os elétrons de um átomo ocupam níveis de energia bem definidos. O modelo mais famoso que explica isso é o Modelo Atômico de Bohr.

🔑 O elétron não pode ter qualquer valor de energia — os níveis são quantizados.
🔑 Quando um elétron recebe energia (por calor, luz ou colisão), ele pode saltar para um nível mais externo.
🔑 Quando volta ao nível original, emite um fóton de energia igual à diferença entre os níveis.

Fórmula para Transições de Energia

A energia de um fóton emitido ou absorvido é:

Efoˊton=Enıˊvel final−Enıˊvel inicialE_{fóton} = E_{nível~final} – E_{nível~inicial}

No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio:

En=−13,6 eVn2E_n = -\frac{13,6~eV}{n^2}

onde:

  • EnE_n é a energia no nível n

  • 13,6 eV é a energia de ionização do hidrogênio

Espectros Atômicos

Quando um gás é excitado (por descarga elétrica ou calor), seus átomos emitem luz com comprimentos de onda específicos.

✔️ Cada elemento químico tem um espectro de linhas único — sua “impressão digital”.
✔️ Esses espectros ajudaram a confirmar o modelo de Bohr e impulsionaram a Química Moderna.
✔️ A análise espectral é usada em laboratórios, astronomia e química forense.

✔️ Transição no Hidrogênio

Calcule a energia do fóton emitido quando um elétron no átomo de hidrogênio salta do nível n=3 para n=2.

Nível n=3:

E3=−13,632=−1,51 eVE_3 = -\frac{13,6}{3^2} = -1,51~eV

Nível n=2:

E2=−13,622=−3,4 eVE_2 = -\frac{13,6}{2^2} = -3,4~eV

Energia do fóton:

Efoˊton=E2−E3=(−3,4)−(−1,51)=−1,89 eVE_{fóton} = E_2 – E_3 = (-3,4) – (-1,51) = -1,89~eV

O sinal negativo indica que foi emitido. O fóton tem energia de 1,89 eV.

Aplicações

✔️ Espectroscopia: análise de elementos químicos.
✔️ Astrofísica: composição de estrelas.
✔️ Lâmpadas fluorescentes: emissão controlada de fótons.
✔️ Lasers: emissão estimulada de radiação.