(UNICAMP 2019) Todos os corpos emitem radiação, e quanto maior a temperatura do corpo, maior a potência por ele radiada

(UNICAMP 2019)
a) Todos os corpos emitem radiação, e quanto maior a temperatura do corpo, maior a potência por ele radiada. Idealmente, os corpos que têm a capacidade de absorver toda a radiação que recebem são também os melhores emissores de radiação. Esses corpos são chamados de corpos negros e apresentam espectros de emissão de radiação que dependem somente de suas temperaturas. Além disso, o comprimento de onda de máxima radiação relaciona-se com a temperatura do corpo da seguinte forma:

O Sol tem um espectro de emissão similar ao espectro do corpo negro mostrado na figura A. Os valores de emitância estão divididos pelo valor máximo; já a escala de comprimentos de onda está em nanômetros (1,0 nm = 1,0 x 10ˉ⁹ m). Quanto vale a temperatura do corpo negro?

b) A separação da radiação luminosa nos diferentes comprimentos de onda é usualmente feita pelo emprego de uma grade de difração ou de um prisma. Quando um feixe luminoso incide numa das faces de um prisma, parte dele é refletida, e outra parte é refratada. Considere que o feixe luminoso, composto das cores azul e vermelha, incide na face do prisma conforme mostra a figura B. Trace os raios refletidos e os raios refratados na primeira face do prisma, lembrando que o índice de refração depende do comprimento de onda.

QUESTÃO ANTERIOR:
- (UNICAMP 2019) Capacitores são componentes de circuitos elétricos que têm a função de armazenar carga.

RESOLUÇÃO:
a) O comprimento de onda λmáx associado ao ponto de máxima emitância é 500nm = 5 . 10ˉ⁷m. Pela Lei de Wien, dada no enunciado, segue-se que:

Da qual:
T = 6 . 10³K

b) O feixe bicromático (vermelho + azul), supostamente vindo do ar, reflete-se em parte na face de incidência da luz, enquanto outra parte da radiação se refrata (com dispersão) para o interior do prisma.

Na reflexão, o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência.

Já na refração, a luz azul (de maior frequência e menor comprimento de onda) “detecta” um índice de refração absoluto no prisma maior que o “notado” pela luz vermelha (de menor frequência e maior comprimento de onda).

Os raios refratados seguem, então, separados no interior do prisma até emergirem para o ar. Esquematicamente: