Como ocorre a emissão de luz?

Você já parou pra se perguntar como uma lâmpada pode emitir luz? Isso ocorre devido à instabilidade da energia final de um átomo com a passagem de uma corrente elétrica. Calma, vou explicar com mais detalhes.

De acordo com Bohr, um átomo de hidrogênio tem um próton como núcleo e um elétron girando em torno dele, como num sistema planetário. Tudo na natureza tende ao estado de menor energia e, por isso, o elétron quer estar numa distância próxima do próton; no primeiro nível eletrônico.

Os elétrons podem pular de níveis mais externos para níveis mais internos de um átomo, diminuindo sua energia potencial. Mas então o que acontece com essa energia perdida? Ela torna-se luz! Essa energia está no formato de um fóton e se manifesta em forma de ondas eletromagnéticas.
ondas_eletromagneticas

Com a passagem da corrente elétrica dentro da lâmpada, essa corrente dá um tapa na cara dos elétrons, que vão parar em camadas mais externas do átomo, que vai querer liberar um fóton para voltar ao estado inicial.

Mas qual é a cor da luz emitida? Na verdade não existe um fóton de luz branca. O branco, no ponto de vista químico, é a mistura de todas as cores. Então o que acontece na luz branca é que têm vários e vários fótons de várias cores correndo pelo espaço. A cor de uma partícula de luz é determinada pelo comprimento da onda eletromagnética, isto é, a distância que o fóton percorre em uma oscilação.

Uma partícula de luz vermelha tem um comprimento de onda próximo de 700 nanômetros, isto é, 0,00000075 metro e, em um segundo, essas ondas oscilam cerca de 430000000000000 vezes, ou 430 THz.espectro_eletromagnetico

A frequência de oscilação da onda depende da energia. Quanto mais energia potencial o elétron perde, maior é a frequência.

Nem todos os fótons são visíveis. Se a energia for abaixo da energia do vermelho ou acima do violeta, o fóton estará fora do espectro visível. O Sol emite tanto luz visível quanto “luz invisível”, que se encaixa no espectro do ultra-violeta.

A emissão de luz não parte apenas do átomo de hidrogênio. Cada átomo possui cores de luz emitidas, veja as representações abaixo.EspectrosNa-lightAs lâmpadas dos postes de rua são feitas de sódio (Sodium), que possui duas linhas fortes da região do amarelo. Se você reparar, pode perceber que a luz emitida por um poste de rua é mais amarelada do que a luz emitida por uma lâmpada de led, por exemplo.

Com o estudo da espectroscopia do Sol, é possível determinar qual é a composição da estrela é:

  • Hidrogênio – 92,1%;
  • Hélio – 7,8%;
  • Oxigênio – 0,061%;
  • Carbono – 0,03%;
  • Nitrogênio – 0,0084%;
  • Neon – 0,0076%
  • Ferro – 0,0037%;
  • Silício – 0,0031%;
  • Magnésio – 0,0024%;
  • Enxofre – 0,0015%;
  • Outros – 0,0015%.

Talvez você não imaginasse que uma coisa que parece ser tão simples, como a luz, possa ter uma explicação tão complexa, mas tudo na natureza pode ser estudado de maneira muito aprofundada e ser descrito de forma detalhada.

Referências:

UFRGS. O Sol. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/ast/solar/portug/sun.htm.

TIPLER, Paul e LLEWELLYN, Ralph. Física Moderna.

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2 comentários sobre “Como ocorre a emissão de luz?

  1. […] Você já parou pra pensar sobre como ocorre a formação de um fenômeno natural tão bonito como o arco-íris? Já pensou sobre a formação das cores em um prisma? Vamos então lembrar algumas coisas vistas no artigo sobre emissão de luz: […]

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