Tanto as lâmpadas de filamento como as de mercúrio emitem luz branca. Utilizando-se prisma, é possível decompor a luz branca nas diversas cores que a constituem. Desse modo, vê-se que o espectro da lâmpada de filamento é um contínuo de cores, enquanto o da lâmpada fluorescente é obtido em faixas de cores descontínuas. Explique por que há essa diferença.

Passo 1

O enunciado nos coloca diante de dois tipos de lâmpadas que emitem “luz branca”: a de filamento (incandescente) e a fluorescente (vapor de mercúrio + fósforo). Usando um prisma, observamos que a lâmpada de filamento gera um espectro contínuo de cores, enquanto a fluorescente apresenta apenas faixas descontínuas. O conteúdo aqui é espectroscopia de emissão: radiação de corpo negro versus espectro de linhas atômicas e de fósforo.

Passo 2

A lâmpada de filamento funciona por aquecimento de um fio de tungstênio a altas temperaturas sim!2500 3000,K. Segundo a lei de Planck, um corpo negro emite radiação em todas as faixas de comprimento de onda com intensidade dada por
B(lambda,T)=2hc^2lambda^51e^hclambda kT-1,
Como não há “saltos” discretos nesse processo térmico, obtemos um espectro contínuo de cores do vermelho ao violeta.

Passo 3

Na lâmpada fluorescente ocorre uma descarga elétrica em vapor de mercúrio de baixa pressão. Os átomos de mercúrio excitados retornam a níveis de energia inferiores emitindo fótons em comprimentos de onda bem definidos (linhas no ultravioleta e em parte do visível). Isso por si só geraria apenas um conjunto de linhas estreitas, não um espectro branco.

Passo 4

Para tornar a luz visível e “branca”, o interior do tubo é revestido com uma mistura de sais fluorescentes (fósforos). Cada composto de fósforo absorve a radiação ultravioleta do mercúrio e reemite em bandas largas de comprimentos de onda na região visível. Como cada fósforo tem eficiência pico em certas faixas, o resultado final são apenas algumas faixas coloridas discontinuas que, somadas, dão um semblante de luz branca.

Resposta

A lâmpada de filamento age como um corpo negro, emitindo continuamente em todas as cores; a fluorescente baseia-se em linhas atômicas do mercúrio convertidas por fósforos em poucas bandas visíveis, daí o espectro descontínuo.

Exercícios relacionados