Radiação e o Espectro Radiação e o Espectro EletromagnéticoEletromagnético

O que é radiação?O que é radiação? Energia que se propaga na forma de onda Energia que se propaga na forma de onda

eletromagnética, sem a necessidade de um eletromagnética, sem a necessidade de um meio de propagaçãomeio de propagação

É gerada a partir da oscilação de cargas É gerada a partir da oscilação de cargas elétricaselétricas

CaracterísticasCaracterísticas

Propagam-se com a velocidade da luz,Propagam-se com a velocidade da luz, c = 2,998 x 10c = 2,998 x 1088 m/s (no vácuo) m/s (no vácuo) Comprimento de onda Comprimento de onda λ λ [m][m] Freqüência Freqüência νν = c/ = c/λλ [s][s] Energia U = hEnergia U = hνν = hc/ = hc/λ λ [J][J] h é a constante de Planck e vale 6,626 x 10h é a constante de Planck e vale 6,626 x 10 -34-34JsJs

Quanto menor o comprimento de Quanto menor o comprimento de onda, maior a energiaonda, maior a energia

Diferenciação de acordo com o comprimento de onda

O Espectro EletromagnéticoO Espectro Eletromagnético

rádio microonda infravermelho visível ultravioleta Raio-X Raio-gama

104 102 1 10-2 10-5 10-6 10-8 10-10 10-12

Comprimento de onda em centímetros

Tipos/região espectralTipos/região espectral

Raios gamaRaios gamaRaio-XRaio-XRadiação ultravioletaRadiação ultravioletaVisívelVisívelRadiação infravermelhaRadiação infravermelhaMicroondasMicroondasRádio/TVRádio/TV

Raios GamaRaios Gama

São as mais energéticas formas de São as mais energéticas formas de radiação eletromagnéticaradiação eletromagnética

Comprimento de onda ~ 10Comprimento de onda ~ 10 -3-3 Angstrom Angstrom

( 1 Angstrom = 10( 1 Angstrom = 10 -10-10m)m)Menor o comprimento de onda, maior a Menor o comprimento de onda, maior a

freqüência, maior a energiafreqüência, maior a energia

Raios GamaRaios Gama

Produzidas em reações nucleares por Produzidas em reações nucleares por fontes radioativas naturais ou por exemplo fontes radioativas naturais ou por exemplo em usinas nuclearesem usinas nucleares

Extremamente nocivos para os seres Extremamente nocivos para os seres vivos, podem causar queimaduras, câncervivos, podem causar queimaduras, câncer

Produção de energia elétricaProdução de energia elétrica

Raios-XRaios-XComprimento de onda ~ 10 AngstromComprimento de onda ~ 10 AngstromÚteis na medicina diagnóstica, Úteis na medicina diagnóstica,

odontologia (dentes)odontologia (dentes)

Raio-XRaio-X

Espectroscopia: determinar a composição Espectroscopia: determinar a composição elementar de materiais (estudos de elementar de materiais (estudos de poluição do ar, da água)poluição do ar, da água)

UltravioletaUltravioleta

Comprimento de onda entre 100 a 400 nmComprimento de onda entre 100 a 400 nm

(1 nanômetro = 10(1 nanômetro = 10 -9-9m)m)Compreende menos que 7% do espectro Compreende menos que 7% do espectro

solarsolarPode ser subdividido em UV-C, UV-B e Pode ser subdividido em UV-C, UV-B e

UV-AUV-A

Espectro solarEspectro solar

UV-CUV-C

100 nm < 100 nm < λλ < 280 nm < 280 nmCompletamente absorvido pelo OCompletamente absorvido pelo O22 e O e O33

estratosférico e por isso não chega à estratosférico e por isso não chega à superfície da Terrasuperfície da Terra

É utilizado na esterilização da água e É utilizado na esterilização da água e material cirúrgicomaterial cirúrgico

(Fonte: http://satelite.cptec.inpe.br/uv/R-UV.html#espectro)(Fonte: http://satelite.cptec.inpe.br/uv/R-UV.html#espectro)

UV-BUV-B

280 nm < 280 nm < λλ < 320 nm < 320 nmFortemente absorvida pelo ozônio Fortemente absorvida pelo ozônio

estratosférico. estratosférico. É prejudicial à saúde humana, podendo É prejudicial à saúde humana, podendo

causar queimaduras e, a longo prazo, causar queimaduras e, a longo prazo, câncer de pele.câncer de pele.

Utilizado para medir a concentração de Utilizado para medir a concentração de ozônioozônio

UV-AUV-A

320 nm < 320 nm < λλ < 400 nm < 400 nmSofre pouca absorção pelo OSofre pouca absorção pelo O33

estratosférico.estratosférico.É importante para sintetizar vitamina D.É importante para sintetizar vitamina D.Excesso de exposição pode causar Excesso de exposição pode causar

queimaduras e, a longo prazo, queimaduras e, a longo prazo, envelhecimento precoce.envelhecimento precoce.

VisívelVisível

400 nm < 400 nm < λλ < 700 nm < 700 nmCorresponde a 44% do espectro solarCorresponde a 44% do espectro solarParte do espectro no qual nossos olhos Parte do espectro no qual nossos olhos

são sensíveissão sensíveis

VisívelVisível

Utilizado para detectar nuvens e aerossol Utilizado para detectar nuvens e aerossol na atmosferana atmosfera

InfravermelhoInfravermelho

Comprimento de onda > 0,7 Comprimento de onda > 0,7 µµm m (1 micrômetro = 10(1 micrômetro = 10 -6-6 m) m)

Subdivisão: Subdivisão: próximo (0,7 a 1,4 próximo (0,7 a 1,4 µµm);m); curto (1,4 a 3,0 curto (1,4 a 3,0 µµm); m); médio (3 a 8 médio (3 a 8 µµm); m);

longo (8 a 15 longo (8 a 15 µµm); m); longínquo (15 a 1.000longínquo (15 a 1.000µµm)m)

InfravermelhoInfravermelhoRegião espectral no qual os corpos aqui na Região espectral no qual os corpos aqui na

Terra emitem a maior parte da radiaçãoTerra emitem a maior parte da radiaçãoUtilizado para detectar nuvens, Utilizado para detectar nuvens,

temperatura da superfícietemperatura da superfície

MicroondasMicroondas

Frequência entre 300 MHz e 300 GHz Frequência entre 300 MHz e 300 GHz

(0.001 m < (0.001 m < λλ < 1 m) < 1 m)Utilizado para estimativa de precipitaçãoUtilizado para estimativa de precipitação

Quem emite?Quem emite?

Todos os corpos com temperatura > 0 KTodos os corpos com temperatura > 0 KEspectro de emissão depende da Espectro de emissão depende da

temperaturatemperatura

SolSol

Principal fonte de energia do planetaPrincipal fonte de energia do planetaTemperatura da ordem de 6.000 KTemperatura da ordem de 6.000 K

Quantidade de radiação que chega na Quantidade de radiação que chega na superfície depende dos constituintes da superfície depende dos constituintes da atmosferaatmosfera

Espectro solarEspectro solar

Corpos terrestresCorpos terrestres

Atlanta – imagem no infravermelho

Espectro de EmissãoEspectro de Emissão

1.E-02

1.E+00

1.E+02

1.E+04

1.E+06

1.E+08

0.1 1 10 100

comprimento de onda (µm)

B (

Wm

-2sr

-1m

-1)

5000

1000

36

Temperatura (oC)

DefiniçõesDefinições

Além das subdivisões espectrais Além das subdivisões espectrais estudadas, outras definições são estudadas, outras definições são comumente adotadas na Meteorologia:comumente adotadas na Meteorologia:

Espectro solar: radiação de onda curtaEspectro solar: radiação de onda curta((λλ < 4 < 4 µµm)m)

Espectro terrestre: radiação de onda Espectro terrestre: radiação de onda longa ou radiação térmica (longa ou radiação térmica (λλ > 4 > 4 µµm)m)

Radiação fotossinteticamente ativa: entre Radiação fotossinteticamente ativa: entre 0,4 a 0,7 0,4 a 0,7 µµmm