Dúvida sobre o experimento de Herschel e a descoberta do infravermelho

2 de novembro, 2017 às 10:37 | Postado em Ondas eletromagnéticas, Óptica, Radiação, Termologia, termodinâmica

Por quê no Experimento de Hercshel o infravermelho eleva mais a temperatura do termômetro do que o ultravioleta? O esperado seria que a radiação ultravioleta, que tem mais energia, fosse transferir mais energia térmica. Seria por conta da relação entre o comprimento de onda da radiação ultravioleta não ser eficiente para aquecer os arranjos moleculares do nosso cotidiano (questões de ressonância e afins)?

Um texto didático relativo ao célebre Experimento de Herschel (1800)  se encontra em IF-UFRGS. Um artigo interessante, detalhando aspectos históricos do experimento, está disponível na Revista Brasileira de Ensino de Física.

Os efeitos térmicos da radiação eletromagnética na matéria envolve mecanismos microscópicos relacionados à absorção da radiação. É muito importante para tais efeitos, além destes aspectos relacionados à matéria que recebe a radiação, a própria intensidade da radiação. O gráfico da figura 1, retirado da Wikipedia, representa a radiância espectral (densidade da intensidade da radiação) em função do comprimento de onda da radiação solar (áreas abaixo da curva informam sobre a intensidade da radiação em  determinados intervalos de comprimento de onda). Para a resposta interessa especialmente a região do gráfico em vermelho que identifica a radiância espectral no nível do mar.

Observa-se no gráfico que há muito mais radiação chegando na superfície da Terra na faixa de infravermelho (IV) do que na faixa de ultravioleta (UV).

Desta forma se toda a radiação solar passasse pelo prisma usado por Herschel (dependendo do material do prisma pode haver grande perda de intensidade em regiões do espectro) e depois fosse completamente absorvida pelos seus termômetros (?), apesar de de um fóton de IV ser menos energético do que um fóton UV, há muito mais energia radiante disponível na faixa IR do que na faixa UV, explicando assim um aquecimento maior em IV do que em UV.

Sobre o experimento de Herschel: Herschel e o quebra-cabeça do infravermelho.

Vide também Incoerência entre o experimento de Herschel e o valor da energia quantizada?

Outras postagens sobre radiação IV: Infravermelho.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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