15 maio 2011

O ÁTOMO

Até algumas décadas atrás considerava-se que o átomo era a menor porção em que se poderia dividir a matéria, posteriormente descobriu-se que o átomo era subdividido em partículas menores, e atualmente já se sabe que estas também são formadas por outras partículas.
Um átomo consiste de um núcleo central contendo prótons carregados positivamente e nêutrons, que é cercado por elétrons em órbita em torno dele em orbitais com níveis específicos de energia. Os elétrons estão ligados ao núcleo atômico, devido à força eletromagnética de atração entre os elétrons e prótons dentro do núcleo.
Para se libertar da força atrativa do núcleo atômico, um elétron requer uma energia que pode ser fornecida a partir de fontes externas. Para cada átomo, os níveis de energia para cada orbital atômico são diferentes. Com esse pano de fundo, estamos prontos para uma discussão do que é potencial de ionização.
Aposto que já é do senso comum que qualquer coisa brilha quando esta muito quente qualquer mesmo, sério tenta torrar tua mão. isso é uma característica própria da matéria, bem a explicação mais razoável é a seguinte:
tudo que você esta vendo agora é constituído de átomos e até o que você não vê, pois bem estes átomos não estão parados como vemos nos livros de física do segundo grau, e o átomo também não é daquele jeito organizado bonitinho com os elétrons girando ao redor.

Até mesmo em cristais (sólidos cristalinos) os átomos se movem e é devido a esse movimento que temos a temperatura, quanto mais quente mais rápido os átomos se movem, logo quanto mais frios mais lentos eles se tornam (ou nas palavras de gênio JAF “o inverso também é valido”) entretanto há um limite para a lentidão, até aqui tudo bem más o que tudo isso tem a ver com o brilho das paranóias quentes?

Tudo ora, átomos são como antenas microscópicas e quando agitados vibram em frequências bem determinadas, essas vibrações possuem uma característica muito especial que é capaz de transmitir essa vibração por meio de ondas eletromagnéticas, ou seja a luz e dependendo da frequência de vibração os átomos podem emitir de micro-ondas até o ultra-violeta (ou até mais dependendo do caso) e a forma como o átomo emite essa luz é bastante peculiar, pois ele não emite toda energia adquirida pela temperatura (velocidade dos átomos) de uma única vez, ele libera aos poucos e em determinadas frequências.

Descrever precisamente essa maneira foi uma tremenda dor de cabeça para muita gente, que diga Wien, Reileyght e Jeans. Max Planck conseguiu estabelecer uma fórmula, a demonstração desta era capaz de descrever esse fenômeno, conhecido como emissão de corpo negro (corpo negro tanto pode ser um objeto muito quente ou uma cavidade com superfície interna perfeitamente refletora), é interessante que Boltzmann também chegaria a mesma conclusão de Planck só que bem antes, caso não tivesse se matado.

É nesse parâmetro de emitir luz que o átomo atinge os estado de equilíbrio e é devido a essa emissão que um material quente volta a temperatura ambiente, para os materiais frios acontece justamente o inverso, ao invés de emitir luz este absorve, elevando assim a sua temperatura até atingir o equilíbrio, ou seja quando a quantidade de luz absorvida é a mesma da emitida.

A aplicação direta dessa teoria de apenas 110 anos é o surgimento de um ramo completamente novo da ciência, a física quântica que mais tarde amadureceria tornando-se a mecânica quântica, as aplicações práticas são muitas más dentre elas posso citar os termômetros óticos, a câmera de visão térmica, as medidas precisas de temperaturas de estrelas…

Incontáveis fenômenos se baseiam na natureza da física quântica: a estrutura dos átomos e das moléculas, as reações químicas, as propriedades dos materiais, o magnetismoe, possivelmente, também alguns processos biológicos. Como a complexidade dos fenômenos quânticos aumenta exponencialmente quando se aumenta o número de partículas envolvidas, o estudo detalhado desses sistemas complexos atinge limites práticos muito rapidamente.

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