Sou estudante da Universidade Federal de Uberlãndia, do curso de física . Esse site é um trabalho para a disciplina de Práticas Educativas 5(PIPE5), em que o foco da referida matéria é a físca moderna ou contemporânea . Esse tema não é ministrado no ensino médio , por isso os trabalhos que estão sendo feitos , almeja levar um pouco desse assunto para os estudantes da educação básica(principalmente o ensino médio ) .
Portanto, o tema abordado no site é o corpo negro . Por que é interessante estudar o corpo negro ?
Muitas pessoas, pensam que um corpo negro é um corpo totalmente preto, porém, isso não é verdade . Um corpo negro é aquele que absorve e emite toda radiação que incide sobre ele .
Se a absorção, tiver um poder absortivo máximo a=1 , isso significa que esse corpo absorveria toda a radiação que nele incide, porém, não reflete a luz e nem calor . Agora, quanto a emissão , se um corpo pudesse absorver toda a radiação incidente , ele emitiria toda a radiação nele gerada.
Visto que o corpo negro é um perfeito absorvedor .
Existem várias leis que estudam o corpo negro , entre elas, estão : a lei do deslocamento de Wien, a lei de Rayleigh -Jeans, a lei de Planck e a lei de Stefan-Boltzman . Falarei nessa pequena introdução , apenas as três últimas leis .
A lei de Rayleigh - Jeans, descreve de forma correta o comportamento observado pela distribuição espectral da radiação do corpo negro no limite de baixas frequências , mas, a porporcionalidade ao quadrado da frequência é claramente catastrófica, no limite de frequências altas , no qual a densidade espectral observada , tende a zero, e, que , é necessário até mesmo para que a potência total irradiada a uma certa temperatura T . Logo, o estudo do corpo negro, começou com Max Planck, que supôs que a emissão de energia sob a forma de radiação eletromagnética, por um corpo negro estivesse associada a porções discretas (quanta) de magnitude hv . Max Planck não utilizou a expressão de Rayleigh-Jeans , mas, utilizou os dados experimentais com os quais ela concordava . Porém, não ficando satisfeito com o que fez , porque, conforme suas próprias palavras : `´ ainda que a fórmula da radiação estivesse perfeita e irrefutavelmente correta, teria sido , afinal de contas , apenas uma fórmula de interpolação descoberta por um feliz acaso de racionínio`` . Obtida a função experimentalmente correta, Planck passou a buscar uma justificativa teórica que a fundamentasse . Planck baseou-se nos conceitos de entropia e na probabilidade de Boltzman da termodinâmica e conseguiu transformar uma função puramente matemática numa função em que todos os termos tinham significado físico . E entre esses termos apareceria uma nova constante que trazia o germe da física do século XX, a constante de Planck (h), cujo valor é : h= 6,63 . 10 elevado a menos 34 J.s .
A constante de Planck tem um significado tão claro como estranho e inquientador sobretudo para a época em que foi postulada . Por fim , a lei de Stefan-Boltzman diz que : a energia por unidade de volume depende apenas da temperatura é proporcional a T a quarta, ou seja : R= sigma .T a quarta, o sigma= 5,6703 . 10 a -8 W/m2.K4 , é uma constante de Stefan . Para qualquer copro (não negro ), multiplica-se a expressão matemática da lei de Stefan-Boltzman pela constante épsilon, número puro maior que 1 , conhecida como emissividade total .
Essa cosntante relaciona a potência irradiada por um corpo qualquer , de emissividade épsilon em dada temperatura com a do corpo negro , de emissividade épsilon =1 .