Espectro Eletromagnético

Documentos relacionados
Programa. Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC

SFI 5800 Espectroscopia Física. Espectroscopia eletrônica: moléculas

Programa e Bibliografia

Programa e Bibliografia

RADIAÇÃO. 2. Radiação Eletromagnética. 1. Introdução. Características da Radiação Eletromagnética

CLIMATOLOGIA. Radiação solar. Professor: D. Sc. João Paulo Bestete de Oliveira

SOLAR E TERRESTRE RADIAÇÃO O O AQUECIMENTO DA ATMOSFERA. 2. Radiação Eletromagnética. 1. Introdução. Características da Radiação Eletromagnética

RADIAÇÃO SOLAR E TERRESTRE

Sensoriamento remoto 1. Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno Universidade Federal do Paraná 2016

O CLIMA DA TERRA: Processos, Mudanças e Impactos

Fundamentos de Sensoriamento Remoto

A LUZ PRECIOSO BEM PARA OS ASTRÔNOMOS

Bacharelado em Engenharia Agronômica AGROMETEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA. Prof. Samuel Silva. Radiação Solar. IFAL/Piranhas

FUNDAMENTOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

Absorção de Radiação por Gases na Atmosfera. Radiação I Primeiro semestre 2016

Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC. Capacitância. Prof. Dr. José Pedro Donoso

CURSO: TÉCNICO SUBSEQUENTE EM MEIO AMBIENTE. Química Ambiental. Professor: Marcelo Vizeu

Tópicos em Métodos Espectroquímicos. Aula 2 Revisão Conceitos Fundamentais

Tópicos em Métodos Espectroquímicos. Aula 2 Revisão Conceitos Fundamentais

Instituto de Física de São Carlos - USP Lista 1 1-Espectroscopia atómica : revisão não 2 - Regiões espectrais

1.2.1 Espetros contínuos e descontínuos

O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Sensoriamento Remoto I Engenharia Cartográfica. Prof. Enner Alcântara Departamento de Cartografia Universidade Estadual Paulista

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS INSPEÇÃO DE LEITE E DERIVADOS ESPECTROSCOPIA DENISE HENTGES PELOTAS, 2008.

RADIAÇÃO INFORMAÇÃO DO COSMOS COMO SE EXTRAI A INFORMAÇÃO VINDA DA LUZ EMITIDA POR OBJETOS ASTRONOMICOS

ELÉTRONS EM ÁTOMOS. Depois do modelo de Rutherford: Como é o comportamento dos elétrons nos átomos? Rutherford: estrutura planetária, com o

Sensoriamento Remoto Aplicado à Geografia. Prof. Dr. Reinaldo Paul Pérez Machado

Fundamentos do. Sensoriamento Remoto. Metodologias de Aplicação. Mauricio A. Moreira -INPEe

ENERGIA SOLAR: CONCEITOS BASICOS

FCM 208 Física (Arquitetura)

1.2.1 Espetros contínuos e descontínuos

Espectrofotometria UV-Vis. Química Analítica V Mestranda: Joseane Maria de Almeida Prof. Dr. Júlio César José da Silva

SFI 5800 Espectroscopia Física. Espectroscopia de Microondas

Introdução. Carlos Alexandre Wuensche Processos Radiativos I

Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC. Carga elétrica. Prof. Dr. José Pedro Donoso

Nome: Jeremias Christian Honorato Costa Disciplina: Materiais para Engenharia

Fundamentos do Sensoriamento Remoto. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Dr. Raoni W. D. Bosquilia

CAPÍTULO 38 HALLIDAY, RESNICK. 8ª EDIÇÃO

O espectro eletromagnético. Adaptado de

Noções básicas de quântica. Prof. Ms. Vanderlei Inácio de Paula

Luz & Radiação. Roberto Ortiz EACH USP

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. FÍSICA PARA CIÊNCIAS BIOLÓGIAS.

Absorção de radiação. Abril de 2016 Meteorologia Física II

A fonte Solar de Energia da Terra

Antônio Carlos Fontes dos Santos. Novembro de 2009

Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC. FCM 208 Física (Arquitetura) Energia. Prof. Dr.

AULA 21 INTRODUÇÃO À RADIAÇÃO TÉRMICA

Departamento de Zoologia da Universidade de Coimbra

Análise de alimentos II Introdução aos Métodos Espectrométricos

Fundamentos de Sensoriamento Remoto. Elisabete Caria Moraes

Radiação electromagnetica

Aula 2. Organic Chemistry. Espectroscopia UV-VIS e Infravermelho. 4 th Edition Paula Yurkanis Bruice

EMISSÃO e ABSORÇÃO de radiação

CAP4 parte 1 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA E SUA INTERAÇÃO COM A MATÉRIA. Alguns slides de P. Armitage, G. Djorgovski e Elisabete Dal Pino

INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO

Princípios da Interação da Luz com o tecido: Refração, Absorção e Espalhamento. Prof. Emery Lins Curso Eng. Biomédica

RADIAÇÃO, ENERGIA E ESPECTROS. Maria do Anjo Albuquerque

Mestrando: Jefferson Willian Martins Prof. Dr. Júlio César José da Silva Juiz de Fora, 2/2017

A Atmosfera Terrestre: Parte 1

O olho humano permite, com o ar limpo, perceber uma chama de vela em até 15 km e um objeto linear no mapa com dimensão de 0,2mm.

Radiação Eletromagnética

MEIO INTERESTELAR. O espaço interestelar é o local onde estrelas nascem e onde elas retornam quando morrem.

Introdução à Astrofísica. Espectroscopia. Rogemar A. Riffel

Meio interestelar. Roberto Ortiz EACH/USP

Interações com a Atmosfera. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Dr. Raoni W. D. Bosquilia

Energia certa significa: quando a energia do fóton corresponde à diferença nos níveis de energia entre as duas órbitas permitidas do átomo de H.

Espectrofotometria UV-VIS PROF. DR. JÚLIO CÉSAR JOSÉ DA SILVA

Elementos sobre Física Atómica

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS

Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar Unidade Acadêmica de Agronomia

Qualidade Radiométrica das Imagens Sensor ADS40

Capítulo 9: Transferência de calor por radiação térmica

DETEÇÃO REMOTA 2011/2012 Frequência 23 de Novembro de 2011

QUÍMICA I. Teoria atômica Capítulo 6. Aula 2

1.3.3 Transferências de energia por calor. Calor e trabalho: Experiência de Joule

FÍSICA IV PROF. PIERRE VILAR DANTAS AULA 10-28/10/2017 TURMA: A HORÁRIO: 7M PIERREDANTASBLOG.WORDPRESS.COM

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXTAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA Disciplina: Climatologia Geográfica I

Espetros contínuos e descontínuos

QUI346 QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL

Física D Extensivo V. 8

GNE 109 AGROMETEOROLOGIA Características Espectrais da Radiação Solar

As ondas ou radiações eletromagnéticas não precisam de um meio material para se propagarem.

Programa. FFI0210 Acústica Física. Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC

Conceitos básicos de Eletromagnetismo para a Luz Interação da Luz com a Matéria Sólida - Interações Atômicas e Eletrônicas

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

Affordable & Efficient Science Teacher In-service Training

O Espectroscópio de Rede de Difração Fundamentos e Aplicações

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física Departamento de Astronomia. Fundamentos de Astronomia e Astrofísica: FIS2001

Sumário. Espectros, Radiação e Energia

Capítulo 4 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

QUI 070 Química Analítica V Análise Instrumental. Aula 3 introdução a UV-VIS

Introdução aos métodos espectrométricos. Propriedades da radiação eletromagnética

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS FUNDAMENTOS DO SENSORIAMENTO REMOTO

Interação da Radiação com a Matéria e seus Efeitos

MEIO INTERESTELAR. Walter J. Maciel.

Física. baseado nos Padrões Curriculares do Estado de São Paulo

Transcrição:

Universidade de São Paulo Instituto de Física de São Carlos - IFSC FCM 0412 Física B para Engenharia Ambiental Espectro Eletromagnético Prof. Dr. José Pedro Donoso

Agradescimentos O docente da disciplina, Jose Pedro Donoso, gostaria de expressar o seu agradecimento as editoras LTC (Livros Técnicos e Científicos), Pearson Education e AMGH. Parte das figuras utilizadas nos slides foram obtidas dos livros textos Fisica de Tipler & Mosca, Fundamentos de Física de Halliday, Resnick e Walker e Física III de Young & Freedman, Física para Universitários de Bauer, Westfal e Dias, através do acesso ao material de apoio para os professores facilitados por essas editoras.

Espectro eletromagnético Halliday, Resnick, Walker, Fundamentos de Física (LTC, 2009)

Bandas de frequência destinadas as transmissões de rádio, TV, telefones celulares e Wi-fi nos EUA Bauer, Westfall, Dias, Física para Universitários (AMGH editora, 2012)

Uma onda eletromagnética representada pela componente de campo elétrico E e de campo magnético B. A onda se propaga com velocidade c = 3 10 8 m/s Bauer, Westfall, Dias, Física para Universitários (AMGH editora, 2012)

Em 1800 W. Herschell estuda os efeitos térmicos nas diferentes regiões do espectro. Utilizando um termômetro verificou que a região espectral acima da cor vermelha fornecia uma grande potência calorífica. A região infravermelha do espectro tinha sido descoberta. Caltech American Journal of Physics 28 (1) 42 (1960) Journal Chemical Education 28 (5) 267 (1951)

Exemplos da utilização da Espectroscopia Costelação de Orion observada nas regiões (a) ultravioleta (125-200 µm) (b) Infra-vermelha (12-100 µm) (c) Visível (fotografia óptica) (d) Mapa estelar Kaufmann & Freedman, Universe

Trasparência da atmósfera da Terra A atmósfera é mais transparente na região óptica (luz visível) e na região de radio frequências. Existem também regiões de transparência no infravermelho (1 10 µm) e no ultravioleta próximo (300 400 nm) O vapor de água é o maior absorvedor da radiação IR do espaço. Kaufmann & Freedman, Universe

O ceu noturno observado em diferentes regiões espectrais (a) Região de Radio (λ = 73 cm) As ondas de rádio são emitidas pelas partículas carregadas movimentando-se nos campos magnéticos da galaxia (b) Raios-X (0.2-6 nm). Emissões originadas de nuvems de gases em altas temperaturas e regiões próximas a buracos negros (c) Região Infravermelha (satélite IRAS) Kaufmann & Freedman, Universe

O ceu noturno observado em diferentes regiões espectrais (d) Vista das costelações de Orion e de Sagitario na região visível. As áreas escuras se devem a poeira que bloqueia a luz visível. (e) Região ultravioleta (135 255 nm) mostrando as estrelas (hot stars) em torno de Orion e de Cygnus. Kaufmann & Freedman, Universe

A espectroscopia revelando a composição química dos planetas Titan (satelite de Saturno) Espectro da luz solar refletida de Titan Antes de chegar no telescópio, a luz passa pela atmósfera do Sol rica em hidrogênio (absorção em 656 nm) e a atmósfera da Terra (absorção do O 2 ). Os gases da atmósfera de Titan são responsáveis pelas absorção em 620 nm e 730 nm, atribuidas ao metano CH 4 Kaufmann & Freedman, Universe

A espectroscopia revelando a composição química dos planetas Europa (Lua de Jupiter) Espectro da radiação infravermelha refletida da superfície de Europa A comparação deste espectro com aquele do gelo permitiú aos astronomos concluir que o gelo é o principal constituinte da superfície de Europa. Kaufmann & Freedman, Universe

Espectroscopia Eletrônica As energias envolvidas nos processos de redistribuição de eletrons em moléculas e nas transições eletrônicas em cristais e semicondutores são da ordem de alguns ev (1 ev = 8065 cm -1 ). Os fotons absorvidos (ou emitidos) estão nas regiões vísivel ou ultravioleta do espectro eletromagnético λ (nm) ν ( 10 4 cm -1 ) E (ev) Infravermelho > 1000 < 1.00 < 1.24 Vermelho 700 1.43 1.77 Amarelo 580 1.72 2.14 Azul 470 2.13 2.64 Violeta 420 2.38 2.95 Ultravioleta < 300 > 3.33 > 4.15

Absorção da clorofila no visível A vegetação é verde devido a clorofila, que absorve fortemente nas regiões azul e vermelha do espectro, e refletindo a componente verde da luz branca incidente. A clorofila a é uma porfirina contendo no seu centro um átomo de Mg. O sistema de aneis na cabeça de porfirina tem nove duplas ligações em um sistema conjugado, e estas ligações alternadamente simples e duplas suprem muitos eletrons que podem tomar parte na absorção de luz. Atkins & de Paula, Físico Química Moore, Físico Química, vol. 2 (Blucher + Edusp)

Forno de microondas No forno se estabelece uma onda estacionária com λ = 12.2 cm (2.45 GHz) um comprimento de onda que é fortemente absorvido pela água nos alimentos. Máquinas e Invençoes, Coleção Ciência e Natureza, Time Life, Abril Livros, 1997 Young & Freedman, University Physics. 12th edition, Pearson, 2008

Espectro de absorção das moléculas de O 2 UV Visível IR Harris & Bertolucci: Symmetry and Spectroscopy, Sec. 5-4

Espectro de absorção na região UV das moléculas de O 2 Baird, Química ambiental As moléculas de O 2 situadas acima da estratósfera filtra a maior parte da radiação UV procedente da luz solar, na faixa compreendida entre 120 e 220 nm; o restante é filtrado pelo O 2 na estratósfera. A luz UV com λ mais curtos que 120 nm é filtrada na estratósfera e acima dela pelo O 2 e N 2 do ar. Dessa maneira, a luz UV com λ < 220 nm não atinge a superfície da Terra.

Ebbing General Chemistry A luz UV com λ < 220 nm não atinge a superfície da Terra. O O 2 filtra também alguma, mas não toda, luz UV na faixa entre 220 e 240 nm. A UV entre 220 320 nm é filtrada principalmente pelas moléculas de ozônio, O 3

Radiação solar no topo da atmosfera e no nível do mar A absorção pelas moléculas de O 2 e O 3 é responsável da filtragem de praticamente toda a radiação incidente com λ < 290 nm. A absorção da atmosfera na região entre 300 e 800 nm não é tão forte, deixando uma janela no espectro. Cerca de 40% da energia solar está concentrada na região 400 700 nm. O vapor de água absorve de uma forma complicada. De 300 a 800 nm, a atmosfera é essencialmente trasparente.

Espectros de absorção do O 2, O 3, H 2 O na atmosfera Seinfeld & Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics

Concentração do ozônio na atmósfera Baird, Química ambiental

Classificação da radiação UV Transmissão de um feixe de radiação UV através de pele humana (espessura 70 µm) Okuno e Vilela: Radiação Ultravioleta: características e efeitos (Liv. da Fisica, 2005)

Espectro da radiação solar que atinge o topo da atmósfera e ao nível do mar Ref: Unep (1987) Proteção ao Meio Ambiente das Nações Unidas Okuno e Vilela: Radiação Ultravioleta: características e efeitos (Liv. da Fisica, 2005)

Espectro da radiação solar que atinge o topo da atmósfera e na superfície P.J. Aucamp, L.O. Bjorn, Environmental Effects Assessment Panel 2010 United Nations Environment Programme (Unep)

Radiação ultravioleta P.J. Aucamp, L.O. Bjorn, Environmental Effects Assessment Panel 2010 United Nations Environment Programme (Unep)

Indice de radiação ultravioleta medido por satélite P.J. Aucamp, L.O. Bjorn, Environmental Effects Assessment Panel 2010 United Nations Environment Programme (Unep)

Formação da Vitamina D O termo vitamina D se aplica a tres estruturas moleculares semelhantes, D 1, D 2 e D 3 Quando a radiação UV atinge nossa pele, converte a 7-dehydrocholesterol na forma D 3, a cholecalciferol. A vitamina D é importante para a absorção do calcio e de fósforo de nossos alimentos. C.H. Snyder, The Extraordinary Chemistry of Ordinary Things (Wiley, 1995)

Danos biológicos causados pela radiação ultravioleta Okuno e Vilela: Radiação Ultravioleta: características e efeitos (Liv. da Fisica, 2005)

Sumário 1 Bases físicas da radiação UV 2 Grandezas, unidades e espectros 3 Efeitos biológicos: Anatomia da pele, interação da UV com a pele, câncer, dano no DNA por radiação UV, efeito da radiação UV na pele e nos olhos, estatísticas de tipos de câncer 4 Recomendações e índice UV Editora Livraria da Física, 2005