As Propriedades da Radiação Eletromagnética

Lista de exercícios I- 2017 - Propriedades da radiação eletromagnética

1.  Conceitue radiação eletromagnética.

Radiação  eletromagnética  -  Forma  de  energia  com  propriedades que podem ser descritas em termos de ondas ou,  alternativamente,  de  partículas  denominadas  fótons, dependendo  do  método  de  observação. 

2.  Qual o significado da dualidade da radiação eletromagnética?

3.  O que é um espectro de radiação eletromagnética (RE)? Em função de que parâmetro é classificado a RE? Por quê?

O  espectro  eletromagnético  pode  ser  definido como  o  arranjo  ordenado  das  radiações eletromagnéticas em relação a seus comprimentos de onda ou suas frequências.

4.  Quais  são  os  parâmetros  que  caracterizam  o  movimento  ondulatório  da  radiação eletromagnética? E defina cada uma delas.

O  movimento  das  ondas  eletromagnéticas  é caracterizado  por  uma  série  de  parâmetros  os  quais são brevemente descritos a seguir:

I - comprimento de onda [pic 1] – distância linear entre dois  pontos  consecutivos  em  fase  (por  exemplo,  dois máximos ou dois mínimos da onda);

II - período (p) – é o intervalo de tempo, em segundos, requerido  para  dar  passagem  a  dois  pontos consecutivos  em  fase  (dois  máximos,  por  exemplo) através de um ponto fixo no espaço;

III - frequência [pic 2] – número de ondas que passam por um ponto fixo no espaço por segundo (= 1 / p e tem como unidade o s -1 , ciclos por segundo ou hertz (Hz));

IV - velocidade da onda [pic 3] – produto da frequência pelo comprimento de onda: v i  = [pic 4] (i  =  meio  material  qualquer).  No  vácuo  a velocidade  de  uma  onda  independe  de  e  alcança  o seu valor máximo (c = 3 x 108  m/s);

V - índice de refração (n i ) - é o fator segundo o qual a velocidade da luz é reduzida quando ela se propaga no vácuo e passa a se propagar em um meio material i. Além disso, n i  = c / v i  de modo que n sólidos  > n líquidos  > n gases VI- amplitude (A) – é a altura máxima da onda;  

VII- potência radiante (P) – é a energia que alcança uma  dada  área  do  detector  por  segundo.  P  pode  ser relacionado ao quadrado de A.

5.  Considere  as  duas  ondas  mostradas  a  seguir,  que  representam  duas  radiações eletromagnéticas:

[pic 5]

(a)  Qual é comprimento de onda da onda A? E da onda B?

(b)  Qual é a frequência da onda A ? E da onda B

(c)  Identifique  às  regiões  do  espectro  eletromagnético  as  quais  as  ondas  A  e  B pertencem

6.  Quais  são  os  processos  moleculares  que  correspondem  às  energias  dos  fótons  de micro-ondas, infravermelho, visível e ultravioleta?

7.  Explicar  de  forma  concisa  as  transições  ou  processos  que  ocorrem  quando  a  luz interatua nas diferentes tipos ou faixas de radiações do espectro eletromagnético com o médio material?

8.  Entre as questões 6 e 7, qual você acha que seria de maior relevância para a química  e porque ?

9.  O que significa modelo corpuscular de radiação? Por que surgiu este modelo?

É a radiação de um feixe de partículas elementares ou de núcleos atômicos, tais como elétrons, prótons, nêutrons, mésons π (pi), dêuterons e partículas alfa.

10. Qual  a  relação  existente  entre  energia  e  comprimento  de  onda  de  acordo  com  a equação de Planck?

E = hv ou E = hc /λ onde: h é a constante de Planck (h = 6,6256 x 10-34J.s),   vé freqüência de radiação (em s-1 ou Hz),c  é  a  velocidade  de  propagação  da  radiação  eletromagnética no vácuo; λ é o comprimento de onda

11. Diferencie ondas construtivas de ondas destrutivas. Em que situações acontecem, cite algum exemplo e como pode ser aproveitado?

Construtivas  –   diz-se  que  as  ondas estão em fase  e  quando ocorre a interação entre elas há um aumento de amplitude.

Destrutivas  -    diz-se  que  as  ondas estão  defasadas  e  quando  ocorre  a  interação  entre  elas  há  uma  diminuição  anulação  total  da  amplitude

12.  Quais são as aplicações práticas dos diferentes tipos de radiação eletromagnética?

De acordo com a faixa de comprimento de onda a  ser  empregada  são  definidas  as  aplicações.  Por exemplos,  rádio,  a  televisão,  radares,  os  sistemas  de comunicação  sem  fio  (telefonia  celular  e  comunicação  wifi),  os  sistemas  de  comunicação  baseados  em  fibras ópticas,  raios  x  são  freqüentemente  utilizados  na  área 12 média;  as  microondas  são  utilizadas  nos  aparelhos  de microondas  caseiros  e  industriais;  a  radiação  visível  e ultravioleta é empregada em espectrofotômetros, etc

13.  Descreva as principais diferenças entre cores primárias, cores secundárias e terciárias. O que são cores complementares e qual a utilidade dela?

Cores  primárias  da  radiação  visível  -  São  elas: verde, vermelha e azul. Essas  cores originam todas as outras por meio  de misturas de acordo com o sistemade adição de cores.

 Cores secundárias  -  Resultam da  cores primárias combinadas  duas  a  duas  em  igualintensidade,  ou seja,

magenta = vermelha + azul

amarelo = vermelha + verde

ciano = verde + azul  

Cor terciária é uma cor composta por uma cor primária e uma cor secundária. São ao todo seis cores, a saber:

  Laranja = vermelho + amarelo

 Oliva = verde + amarelo

Celeste = azul + ciano

Violeta = azul + magenta

Cor de rosa = vermelho + magenta

Turquesa = verde + ciano

14. O íon Cr(II) em água, [Cr(H2O) 6 ] 2+,  absorve  luz com comprimento de onda de 700 nm. Qual a cor da solução? Justifique. E qual seria a cor de um composto cuja absorção máxima no visível está em 480 nm?

15. O que é um fóton? Como a energia de um fóton está relacionada com a frequência?