ITA 2018 - Contando com um prisma e um contador de número de fótons por segundo

ITA 2018 - 1º Dia - Questão 26 - Física

26. Contando com um prisma e um contador de número de fótons por segundo, deseja-se medir a temperatura de uma estrela com base no seu espectro eletromagnético obtido por meio de um telescópio.

a) Projete esquematicamente esse experimento representando o prisma como um triângulo e o contador de fótons por segundo como um quadrado.

b) Explique os conceitos usados em (a) para obter a temperatura da estrela.

Questão anterior:
- Na figura, os dois trens se aproximam, um com velocidade constante v1 = 108 km/h e o outro com velocidade também constante v2 = 144 km/h.

Resposta:
a) O experimento está representado no esquema a seguir:

b) A luz proveniente da estrela, captada pelo telescópio, sofre dispersão no prisma. Ou seja, como o índice de refração apresenta valores decrescentes com o aumento do comprimento de onda, a luz é dispersada pelo prisma, decompondo assim o espectro eletromagnético da luz da estrela.

O contador de fótons por segundo registra valores específicos para cada comprimento de onda (λ) da luz, aproximadamente como no gráfico a seguir.

Esse gráfico mostra que a emissão da luz da estrela é similar à de um “corpo negro”, em que o pico de emissão depende da temperatura (T) do corpo, de acordo com a Lei de Deslocamento de Wien pela relação:

Assim, determinando o comprimento de onda para o pico de emissão (λpico) com esse experimento, é possível determinar a temperatura (T) da estrela.

Próxima questão:
- No circuito abaixo os medidores de corrente e de tensão elétrica possuem resistência interna.