Descreva a principais características da radiação eletromagnética.
(A) Diferencie Radiação, Quanta e Fótons
(A) Diferencie Radiação, Quanta e Fótons
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente descrever as principais características da radiação eletromagnética e, em especial, diferenciar três termos: radiação, quanta e fótons. Isso cai dentro de Física, mais especificamente na parte de óptica quântica/física moderna. Para resolver, a gente vai precisar saber (e explicar) conceitos de ondas eletromagnéticas, o modelo quântico de luz (o tal do “pacote de energia”) e a definição de fóton.
Passo 2
O que é radiação eletromagnética?
– Radiação eletromagnética é simplesmente a propagação de campos elétrico e magnético oscilantes que se movem pelo espaço à velocidade da luz.
– Em termos de ondas, cada sinalização se caracteriza por uma frequência ν (hertz, Hz) e um comprimento de onda λ (metros, m), relacionadas pela equação
– Radiação eletromagnética é simplesmente a propagação de campos elétrico e magnético oscilantes que se movem pelo espaço à velocidade da luz.
– Em termos de ondas, cada sinalização se caracteriza por uma frequência ν (hertz, Hz) e um comprimento de onda λ (metros, m), relacionadas pela equação
onde
é a velocidade da luz no vácuo.
– Exemplos: rádio, micro-ondas, luz visível, raios X, etc. Tudo faz parte do mesmo “espectro eletromagnético”.
– Exemplos: rádio, micro-ondas, luz visível, raios X, etc. Tudo faz parte do mesmo “espectro eletromagnético”.
Passo 3
O que são quanta?
– Quanta (plural de quantum) são “pacotes” discretos de energia que compõem a radiação eletromagnética, segundo a ideia de Max Planck.
– Em vez de energia contínua, a luz “vem em bolinhas” de energia mínima. Cada quantum associado a uma frequência ν tem energia
– Quanta (plural de quantum) são “pacotes” discretos de energia que compõem a radiação eletromagnética, segundo a ideia de Max Planck.
– Em vez de energia contínua, a luz “vem em bolinhas” de energia mínima. Cada quantum associado a uma frequência ν tem energia
onde
é a constante de Planck.
– Esse conceito explica fenômenos que o modelo de onda clássico não consegue, como o efeito fotoelétrico.
– Esse conceito explica fenômenos que o modelo de onda clássico não consegue, como o efeito fotoelétrico.
Passo 4
O que são fótons?
– Fótons são as partículas quânticas que carregam cada quantum de energia da radiação eletromagnética.
– Ou seja, cada fóton tem energia e momento linear
.
– Eles não têm massa de repouso, mas têm impulso e podem interagir com elétrons e átomos.
– Pensar no fóton é pensar na luz como um feixe de partículas (além de ondas).
– Fótons são as partículas quânticas que carregam cada quantum de energia da radiação eletromagnética.
– Ou seja, cada fóton tem energia
– Eles não têm massa de repouso, mas têm impulso e podem interagir com elétrons e átomos.
– Pensar no fóton é pensar na luz como um feixe de partículas (além de ondas).
Passo 5
Resumindo as diferenças
- Radiação eletromagnética: o fenômeno geral, a “onda” de campos elétrico e magnético viajando.
- Quanta: cada pacote discreto de energia
dentro dessa radiação. - Fóton: a partícula quântica que transporta um quantum de energia e se comporta como portador da radiação.
Resposta
- Radiação eletromagnética: perturbação ondulatória de campos elétricos e magnéticos, caracterizada por
. - Quanta: unidades mínimas de energia da radiação,
. - Fótons: partículas sem massa de repouso que carregam cada quantum de energia, agindo como “grãos” de luz.