1 – Modelo de Dalton
2 – Modelo de J. J. Thomson
3 – Modelo de E. Rutherford
4 – Modelo de N. Bohr
5 – Modelo da Mecanica Quantica (modelo matematico)
Fonte:
Ocorrem a nivel do nucleo e por iso dao origem a outros elementos
Fissao – Bombardeados com electroes obtendo-se nucleos mais leves (divisao)
Fusao – Os nucleos juntam-se formando um numeros atomicos de maior massa
envolvem os nucleoes, formacao de novos elementos,energias muito elevadas, variacao de massa
Utilizacoes na medicina, na producao de energia electrica e na datacao de objectos por carbono-14
Reação nuclear, em Física Nuclear, é qualquer reação em que ocorra modificação de um ou mais núcleos atômicos, onde dois ou mais átomos se unem ou um átomo sofre fissão nuclear. Tal reação não deve ser confundida com uma reação química, ocorre com os elétrons periféricos do átomo.
Uma reação nuclear pode ser representada por uma equação similar a uma equação química, e balanceada de uma maneira análoga. O decaimento nuclear, embora não seja uma reação no sentido estrito da palavra, pode ser representado da mesma maneira.
Na fissão (ou cisão) nuclear, um átomo de um elemento é dividido produzindo dois átomos de menores dimensões de elementos diferentes.
A fissão de urânio 235 liberta uma média de 2,5 neutrons por cada núcleo dividido. Por sua vez, estes neutrons vão rapidamente causar a fissão de mais átomos, que irão libertar mais neutrons e assim sucessivamente, iniciando uma auto-sustentada série de fissões nucleares, à qual que se dá o nome de reacção em cadeia, que resulta na libertação contínua de energia.
Quando a massa total dos produtos da Fissão nuclear é calculada, verifica-se que é menor do que a massa original do átomo antes da cisão. A teoria da relatividade de Albert Einstein dá a explicação para esta massa perdida: Einstein demonstrou que massa e energia são duas grandezas físicas conectadas por uma relação de equivalência. Desta forma, a massa perdida durante a cisão foi, de fato, convertida em energia. Einstein resumia esta relação de equivalência massa-energia na famosa equação:
onde E é a energia, m a massa e c a velocidade da luz. Uma vez que c é muito grande (aproximadamente 300 mil quilômetros por segundo), E será realmente muito grande, mesmo quando se perde apenas uma pequena porção de massa.
Na Fusão Nuclear, dois ou mais núcleos atómicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. Quando ocorre com elementos mais leves que o ferro e o níquel (que possuem as maiores forças de coesão nuclear de todos os átomos, sendo portanto mais estáveis) ela geralmente liberta energia, e com elementos mais pesados ela consome.
O principal tipo de fusão que ocorre no interior das estrelas é o de Hidrogênio em Hélio, onde dois prótons se fundem em uma partícula alfa (um núcleo de hélio), liberando dois pósitrons, dois neutrinos e energia. Mas dentro desse processo ocorrem várias reações individuais, que variam de acordo com a massa da estrela. Para estrelas do tamanho do nosso Sol ou menores, a cadeia próton-próton é a reacção dominante. Em estrelas mais pesadas, predomina o ciclo CNO.
Vale ressaltar que há conservação da energia, e, portanto, pode-se calcular a massa dos quatro prótons e o núcleo de hélio, e subtrair a soma das massas das partículas iniciais daquela do produto desta reação nuclear para calcular a massa/energia emitida.
Utilizando a equação E=mc2, pode-se calcular a energia liberada, oriunda da diferença de massa. Uma vez que o valor do “c” é muito grande ( aprox. 3 . 108 m/s ), mesmo uma massa muito pequena corresponde a uma enorme quantidade de energia. É este fato que levou muitos engenheiros e cientistas a iniciar projetos para o desenvolvimento de reatores de fusão para gerar eletricidade (por exemplo, a fusão de poucos cm3 de deutério, um isótopo de hidrogênio, produziria uma energia equivalente àquela produzida pela queima de 20 toneladas de carvão).
Fonte:
1º absorcao de determinada radiacao
2º emissao das radiacoes absorvidas
Espectro de absorcao – fundo colorida e riscas pretas
Espectro de emissao – fundo preto riscas coloridas
Espectro de Emissao
Cloreto de Cobre II – chama verde e azul na base
Cloreto de Bario – Amarelo e verde
Cloreto de Cobalto II – azul com tons de violeta e o solido passa de cor de rosa a violeta
Cloreto de Calcio diidratado – vermelho e laranja e verde e azul
Cloreto de sodio – Laranja
As cores vistas no espectro são dadas pelo catião que pode emitir por vezes o invisivel juntamente com o anião que não emite visivel.
Fonte:
Relacao de Plank –> E=h*γ
h –> constante de Plank (6.63*10^-34 J/s)
γ –> (niu) = frequencia (Hz)
Equacao de Bohr (energia dos niveis do átomo de hidrogénio)–> E=-(2.18*10^-18)/n^2
E= energia
n = nivel de energia onde se encontra
Estas duas não vêm apontadas no formulário do exame, todas as outras la estão.
Medir e comparar o valor de uma grandeza com a sua unidade predefinida
Medicao e o acto de medir
Massa —> Medicao directa
peso —> medicao indireta (peso = massa * g)
g= 9.8 N/Kg
g (constante gravitica)
Exatidao existe quando o valor da medicao e o valor verdadeiro estao proximos afectada por erros sistematicos
Precisao valores proximos entre si mas afastados do valor real afectada por erros acidentais
Erros sistematicos quando tem mesmas causas e variacao no mesmo sitio (podem ser corrigidos)
Erros acidentais quando tem causas pontuais, imprevisiveis, aleatorios e podem ser atenuados mas nunca eliminados
Media aritmetica para resultado mais fiavel
Fonte:
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Consiste na emissão de electros de materiais especialmente por metais sobre a acção da radiação electromagnética.
1 fotao tira apenas 1 electrao e nunca 2 pois esse fotão contém apenas uma energia que pode ou não consoante o seguinte:
Eri<Ere – Nao ha efeito
Eri=Ere – Ha efeito
Eri>Ere – Ha efeito e energia cinetica
Eri = Energia da radiação incidente
Ere = Energia de remoção do electrão
A energia da radiacao esta relacionada com a sua frequência
A intensidade da luz depende do número de fotões, quanto maior o numero de fotoes, mais intensa e a luz e maior o numero de electroes arrancados a placa metalica.
Leis do efeito fotoelétrico
Para se obter uma idéia mais completa sobre o efeito fotoelétrico é necessário determinar de que é que depende o número de elétrons ( foto elétrons ) emitidos, sob a ação da luz, por uma superfície e a velocidade ou energia cinética desses elétrons. Com este objetivo foram levadas a cabo investigações experimentais, que passamos a descrever. Colocam-se dois eléctrodos num balão de vidro do qual se retirou previamente o ar ( fig. 2). Num dos eléctrodos, através de uma “janela” de quartzo, transparente não só para a luz visível como também para a radiação ultravioleta, incidem os raios de luz. Com a ajuda de um potenciômetro faz-se variar a diferença de potencial entre os eléctrodos, medindo-a por meio de um voltímetro. O pólo negativo da pilha liga-se ao eléctrodo iluminado. Sob a ação da luz, este eléctrodo emite elétrons que, ao movimentarem-se no campo elétrico, criam corrente elétrica. Quando o potencial é pequeno, nem todos os elétrons atingem o outro eléctrodo. Se se aumentar a diferença de potencial entre os eléctrodos e não se alterar o feixe de luz, a intensidade da corrente aumenta, atinge o valor máximo, depois do que deixa de crescer ( fig. 3). O valor máximo da intensidade da corrente Is chama-se corrente de saturação. A corrente de saturação é determinada pelo número de elétrons emitidos num segundo pelo eletrodo iluminado.
Mudando, nesta experiência, o feixe luminoso, determinou-se que o número de elétrons emitidos pela superfície do metal num segundo é diretamente proporcional à energia da onda de luz, absorvida durante o mesmo intervalo de tempo. Neste fato não há nada de inesperado, já que quanto maior é a energia do feixe de luz, mais eficaz se torna a sua ação.
Passemos agora à medição da energia cinético ( ou velocidade) dos elétrons. No gráfico da fig. 3, vê-se que a intensidade da corrente fotoelétrica é diferente de zero mesmo quando a diferença de potencial é nula. Isto significa que, mesmo na ausência de diferença de potencial, uma parte dos elétrons atinge o eléctrodo direto ( fig. 2). Se se alterar a polaridade da bateria, a intensidade da corrente diminui até se anular, quando o potencial de polaridade inversa atinge o valor Up . Isto significa que os elétrons emitidos são detidos e forçados a valor para trás, sob a ação do campo elétrico.
O potencial de paragem Up depende do valor máximo da energia cinética que os elétrons emitidos atingem sob a ação da luz. A medição do potencial de paragem e o teorema da energia cinética permitem calcular energia cinética máxima dos elétrons:
Verificou-se experimentalmente que o potencial de paragem não depende da intensidade da luz ( energia transmitida ao eléctrodo por unidade de tempo). Não muda, portanto, também a energia cinética dos elétrons. Do ponto de vista da teoria ondulatória, este fato é incompreensível já que, quanto maior for a intensidade da luz, maiores são as forças que se exercem sobre os elétrons por parte do campo electromagnético da onda luminosa e, portanto, mais energia deveria ser transmitida aos elétrons.
Verificou-se experimentalmente que a energia cinética dos elétrons emitidos sob a ação da luz só depende da freqüência da luz. A energia cinética máxima dos fotoelétrons é proporcional à freqüência da luz e não depende da intensidade desta. O efeito fotoelétrico não se verifica quando a freqüência da luz é menor do que um dado valor mínimo vmin , dependente do material do eléctrodo.
Fig. 2
Fig. 3
Teoria do Efeito Fotoelétrico
Não resultou nenhuma das tentativas, feitas no sentido de explicar o efeito fotoelétrico com base nas leis de Maxwell ( segundo as quais a luz é uma onda electromagnética distribuída continuamente no espaço). Era impossível compreender porque é que a energia dos elétrons fotoelétricos é determinada apenas pela freqüência da luz, nem perceber a causa pela qual só quando o comprimento de onda é pequeno a luz se torna capaz de arrancar elétrons.
O esclarecimento do efeito fotoelétrico foi dado em 1905 por Alberto Einstein que desenvolveu a idéia de Planck sobre a emissão intermitente de luz. Nas leis experimentais do efeito fotoelétrico, Einstein viu uma prova evidente de que a luz tem uma estrutura intermitente e é absorvida em porções independentes. A energia E de cada uma das porções de emissão, de acordo com a hipótese de Planck, é proporcional à freqüência.
E = hf , onde h é a constante de Planck. ( 1 )
O fato de, como provou Planck, a luz ser emitida em porções, ainda não constitui uma confirmação definitiva do caráter descontínuo da estrutura da própria luz. Repara-se que a chuva também cai na terra sob a forma de gotas, o que não quer dizer que a água nos rios e lagos seja constituída por gotas, isto é, quantidades pequenas independentes. Apenas o efeito fotoelétrico permite pôr em evidência a estrutura descontínua da luz: a porção de energia luminosa E = hv contínua a manter a sua integridade, de tal modo, que essa dada porção de luz, quando é absorvida, tem de absorver-se toda de uma vez. A energia E de cada uma das porções de emissão é dada pela fórmula ( 1).
A energia cinética do elétron fotoelétrico pode ser calculada aplicando a lei da conservação de energia. A energia de uma porção de luz , hf permite realizar o trabalho de arranque W, isto é, o trabalho indispensável para arrancar um elétron do seio do metal e comunicar-lhe uma certa energia cinética. Por conseguinte,
( 2 )
Esta equação permite esclarecer todos os fatos fundamentais relacionados com o efeito fotoelétrico. A intensidade da luz, segundo Einstein, é proporcional ao número de quantos (porções) de energia contido no feixe luminoso e, por conseguinte, determina o número de elétrons arrancados da superfície metálica. A velocidade dos elétrons, conforme ( 2) , é dada apenas pela freqüência da luz e pelo trabalho de arranque, que depende da natureza do metal e da qualidade da sua superfície. Atenda-se a que a velocidade dos elétrons não depende da intensidade da luz.
Para uma dada substância, o efeito fotoelétrico pode observar-se apenas no caso de a freqüência f da luz ser superior ao valor mínimo f min . Convém reparar que para se poder arrancar um elétron do metal, mesmo sem lhe comunicar energia cinética, há que realizar o trabalho de arranque W. Portanto, a energia de um quanto ( quantum) deve ser superior a este trabalho:
hf > W
A freqüência limite f min tem o nome de limite vermelho do efeito fotoelétrico e calcula-se pela seguinte fórmula:
O trabalho de arranque W depende da natureza da substância. Portanto, a freqüência limite f min do efeito fotoelétrico ( dito limite vermelho) varia de substância para substância.
Por exemplo, ao limite vermelho do zinco corresponde o comprimento de onda l max = 3,7 . 10-7 m ( radiação ultravioleta). É precisamente por isso se explica o fato de efeito fotoelétrico cessar quando se interpõe uma lâmina de vidro, capaz de deter raios ultravioletas.
O trabalho de arranque no alumínio ou no ferro é maior do que no zinco, razão por que na experiência de 1 se utilizou uma lâmina de zinco. Nos metais alcalinos, pelo contrário, o trabalho de arranque é menor, ao passo que o comprimento de onda l max correspondente ao limite vermelho é maior. Assim, por exemplo, relativamente ao sódio verifica-se l max = 6,8 . 10-7 m.
Através da equação de Einstein (2) é possível calcular a constante de Planck h. Para tal há que determinar experimentalmente a freqüência v da luz, o trabalho de arranque W e avaliar a energia cinética dos elétrons fotoelétricos. Avaliações e cálculos apropriados mostram que h = 6,63 x 10-34 J.s. O mesmo valor numérico foi obtido por Planck durante o estudo teórico de outro fenômeno diferente que é a radiação térmica. O fato de terem coincidido os valores da constante de Planck obtidos por métodos diferentes, confirma a certeza da hipótese acerca do caráter descontínuo da emissão e absorção da luz pelas substâncias
Fonte:
http://www.algosobre.com.br/fisica/efeito-fotoeletrico-e-seu-teorema.html
As minhas cábulas da calculadora
Radiação electromagnética é composta por um campo eléctrico e um campo magnético que se propagam pelo espaco em simultâneo sem suporte material.
Radiacao electromagnetica = LUZ
A radiacao electromagnetica propaga-se a velocidade da luz (3X10^8)
A luz tem caracter ondulatório (onda sinusoidal) e corpuscular (emitida em fotões, ou quanta).
λ –> Comprimento de onda é o comprimento de uma oscilação completa
Crista – meia oscilação
O comprimento de onda e inversamente proporcional a energia da radiação. quanto menor o λ maior a energia e quanto menor a energia maior o λ e vice-versa.
T e o tempo que demora a percorrer uma oscilacao completa e chama-se periodo
As radiações podem extrair electrões dos átomos (ionização) e também separar moléculas (dissociação).
Fonte:
