EAD - Astrofísica Geral 2013
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Olhando alguns espectros de absorção
Mostramos abaixo espectros com linhas de absorção de alguns elementos químicos. Este espectros foram obtidos por John Talbot a
partir da excitação de vários elementos químicos por meio de uma descarga elétrica .
Junto aos espectros, damos o nome do elemento químico que o forma, o símbolo internacionalmente usado para representá-lo, e o
número atômico do elemento.
O número atômico de um elemento nos informa o número de prótons que existem no núcleo dos átomos deste elemento. Como os
átomos no seu estado fundamental são eletricamente neutros, o número de prótons no núcleo atômico é igual ao número de elétrons que
giram em torno deste núcleo. Isto, obrigatoriamente, dá uma carga total igual a zero. Assim, podemos dizer que o número atômico
também nos dá o número de elétrons que giram em torno do núcleo do átomo do elemento correspondente.
Preste bastante atenção no desenho das linhas que aparecem sobre o fundo contínuo brilhante. Note como elas são diferentes. Isto é
fundamental para a astrofísica uma vez que, conseguindo obter o espectro de um corpo celeste, cabe ao cientista compará-lo com os
espectros já obtidos no laboratório para saber quais os elementos químicos que formam o objeto celeste.
Elemento
Símbolo
Número Atômico
Hidrogênio
H
1
Hélio
He
2
Litio
Li
3
Carbono
C
6
Nitrogênio
N
7
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1/4
Nitrogênio
N
7
Oxigênio
O
8
Neônio
Ne
10
Sódio
Na
11
Magnésio
Mg
12
Alumínio
Al
13
Silício
Si
14
Enxofre
S
16
Argônio
Ar
18
Cálcio
Ca
20
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2/4
Ferro
Fe
26
Criptônio
Kr
36
Estrôncio
Sr
38
Xenônio
Xe
54
Bário
Ba
56
Você deve estar estranhando estas imagens. Dissemos anteriormente que o espectro de emissão se caracteriza por linhas brilhantes
sobre um fundo escuro enquanto que o espectro de absorção se apresenta como um conjunto de linhas escuras sobre um fundo
contínuo colorido. No entanto, as imagens acima parecem ser uma mistura disso: nós vemos linhas brilhantes sobre um fundo contínuo
colorido! O que estamos mostrando acima são espectros obtido por John Talbot a partir de um programa que lê um arquivo que contém
uma lista de comprimentos de onda de linhas de emissão e as simula sobre um fundo contínuo.
Podemos usar o trabalho de Talbot para visualizar os espectros de absorção ou emissão. Para você ver o espectro de linhas de
absorção desses elementos químicos para cada um dos espectros apresentados, observe o fundo colorido, que é o espectro contínuo, e
na posição de cada uma das linhas brilhantes que aparecem nele imagine uma linha preta. Este seria o espectro de absorção de cada
um destes elementos químicos.
Para ver o espectro de emissão basta você olhar para as imagens disponíveis acima e utilizar a lei de Kirchhoff que afirma que as linhas
de emissão e de absorção de um determinado elemento químico são as mesmas. Para cada um dos espectros, elimine o fundo
colorido, que é o espectro contínuo, e observe somente as linhas brilhantes que aparecem neles. Este seria o espectro de emissão de
cada um destes elementos químicos.
"Puxa, como é fácil fazer astrofísica! Eu quero uma moleza dessas!"
Bem, na verdade eu estou contando apenas uma pequena parte da história. Ao obter o espectro de um corpo celeste, o que você vai ver
não é algo tão bonito como o mostrado acima.
Os espectros que obtemos das estrelas, por exemplo, sofrem diversas alterações físicas tais como o deslocamento das linhas, o seu
alargamento, etc. Além disso, descobrir quais são os elementos presentes em um espectro não é tão trivial. Com exceção de algumas
linhas muito conhecidas, identificar quais são os elementos representados por todas as outras linhas em um espectro exige do
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linhas muito conhecidas, identificar quais são os elementos representados por todas as outras linhas em um espectro exige do
astrônomo uma certa habilidade, embora existam programas profissionais de redução de dados, tais como o IRAF, que ajudam muito o
pesquisador.
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