As estrelas não têm a mesma temperatura. A cor da luz emitida por elas é característica da luz emitida por objetos quentes. Fotografias eletroscópicas de três estrelas são mostradas a seguir:
I – O Sol, classificado como uma estrela amarela,
II – Rigel, na constelação de Órion, classificada como uma estrela azul e branca, e
III – Betelgeuse, também na Órion, classificada como uma estrela vermelha.
(a) Coloque essas três estrelas em ordem crescente de temperatura.
(b) Qual dos seguintes princípios é relevante para sua resposta para o item (a): o princípio da incerteza, o efeito fotoelétrico, a radiação de corpo negro ou os espectros de linha?
Passo 1
Acendam seus cosmos, Cavaleiros e Amazonas de Ouro!
Vale a ressalva de que a emissão de cor TAMBÉM ESTÁ RELACIONADA COM A RADIAÇÃO EMITIDA PELO CORPO, bem como com sua TEMPERATURA. As estrelas não serão diferentes nesse contexto.
Passo 2
Antes de mais nada, é justo treinarmos um pouco.
Então, segue um breve RESUMO TEÓRICO sobre os conteúdos abordados na LETRA (b):
1) Princípio da incerteza
→ Postulado utilizado para justificar a falta de precisão da posição exata do elétron em sua órbita original devido ao seu comportamento dual de onda e partícula.
2) Efeito fotoelétrico
→ Frequência de luz específica que existe para cada corpo que, incidindo sobre ele, leva o a emissão elétrons – Teste executado com incidência de radiação UV sobre metais.
Também determina que a luz pode se comportar como partícula e como onda ao mesmo tempo.
3) A radiação de corpo negro
→ Aumento gradual da radiação emitida por um corpo extremamente quente de acordo com o aumento da frequência de onda que ele absorve / emite.
É regida pela Equação de Planck onde a frequência aumenta proporcionalmente com o aumento de energia de acordo com:
4) Espectros de linha
→ Frequências específicas de energia atribuídas aos saltos quânticos que um elétron pode realizar para alternar entre níveis de energia correspondentes às distâncias específicas elétron / núcleo.
Passo 3
Com isso, podemos avançar pelas 12 casas, sem falhar. Levando em consideração que:
(a)
Como as estrelas emitem radiação eletromagnética e suas frequências aumentam proporcionalmente com o aumento de energia de acordo com a Equação de Planck conforme:
→
Onde:
E = Energia (eletromagnética)
ħ = Constante de Planck = 6,63 x 10–34 J x s
ν = Frequência da onda (eletromagnética)
Com isso, podemos verificar que a emissão de suas cores (como frequências eletromagnéticas) serão DIRETAMENTE RELACIONADAS com suas quantidades de energia (como temperatura).
A ordem crescente de temperatura será considerada de acordo com a ordem crescente de energia medida pela FREQUÊNCIA DE ONDA de cada cor respectiva do espectro emitido pelas estrelas em questão.
No contexto, a ordem será da menos energética para a mais energética. Sendo assim:
→ Frequências como CORES EM ORDEM DECRESCENTE:
Vermelho
→ Traduzindo pra ESTRELAS:
Betelgeuse
Além de conhecer que nossos cosmos explodem em cores e nossos golpes, capazes de romper galáxias inteiras, são explicados de acordo com:
(b)
O argumento que justifica a Série Espectroscópica de Magnitude Estelar será regido pela condição da RADIAÇÃO DO CORPO NEGRO.
Visto que ela representa um aumento gradual da radiação emitida por um corpo extremamente quente de acordo com o aumento da frequência de onda que ele absorve / emite, sendo regida pela Equação de Planck onde a frequência (na forma de cor) aumenta proporcionalmente com o aumento de energia emitida (na forma de temperatura) de acordo com a lei:
→
Resposta
(a) Betelgeuse
A ordem crescente de temperatura é dada pela FREQUÊNCIA DE ONDA da cor emitida por cada estrela.
(b)
Radiação de corpo negro