A datação radiométrica necessariamente representa uma idade real?

Rochas

Métodos de datação radiométrica requerem dois tipos de ciência : observacional e histórica.

Para obter a idade precisa das rochas teríamos que saber com exatidão a taxa de decaimento dos isótopos (a parte observacional) e as condições iniciais da amostra da rocha (a parte histórica). Certo?

O fato é que não é possível medir diretamente a idade de uma rocha.

Se faz suposições sobre, numa medida indireta.

E algumas suposições são estabelecidas no objetivo de responder certas perguntas. Quais foram as condições iniciais da rocha e a quantidade inicial dos elementos químicos? A quantidade de elementos pai ou filho na rocha não foram alterados no passado? A taxa de decaimento se manteve constante desde que a rocha foi formada? Dentre muitas outras perguntas.

Ninguém sabe responder essas perguntas com plena segurança.

Se as suposições sobre a rocha forem falsas, o que ocorre é uma datação radiométrica assustadoramente longe (mais antiga) da idade real, e o Dr. Nahor fala um pouco sobre no vídeo abaixo. Uma catástrofe mundial, como um dilúvio global, o qual o trabalho do Dr Nahor suporta; mostra que se tal evento ocorreu no passado, a datação radiométrica não representaria a idade real. A rocha teria aparência de velha, mas não seria tão velha assim.

Porém, se as suposições de contaminação de amostra, ou de catástrofes globais forem consideradas para responder às perguntas acima; o que acontece é uma grande mudança na medição indireta da datação radiométrica, que poderia levar, talvez, a uma melhor estimativa da idade real das rochas.

Desse modo, a datação radiométrica assume certas premissas, e a partir delas, se faz a estimativa. Mas essas premissas vigentes, parecem não corresponder as evidências observacionais, segundo o Dr. Nahor.

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A Idade do Universo

in-the-beginning-typewriter   Se você gosta de Ciência e acompanha notícias relacionadas à Física, certamente já ouviu falar que a idade do Universo é muito antiga. As melhores estimativas científicas indicam que o Universo tem cerca de 15 bilhões de anos. É muito tempo, não é mesmo?

Você já ficou curioso para saber de qual maneira essa previsão é possível? Quais são as evidências que permitem estimar a idade do Universo? Antes de considerá-las, cabe a pergunta : o que é a idade do Universo?

Basicamente, a idade do Universo é o tempo gasto entre o começo do Universo até o presente momento. Quando digo “começo do Universo”, leia-se a gênese da matéria, da energia e do espaço-tempo num evento cataclísmico, denominado “Big Bang”. Falar em idade do Universo, pressupõe a validade do Modelo do Big Bang . Nesse sentido, evidências fundamentais à cerca de que o Universo tenha uma idade, são evidências relacionadas ao modelo do Big Bang.

O Universo teve um começo?

Há duas posições aqui. A primeira é “Sim”, o Universo teve um começo e consequentemente possui uma idade. A segunda é “Não”, o Universo não teve um começo, sempre existiu, e é eterno.

Para os físicos adeptos ao Universo eterno, não há idade para ser contabilizada : o Universo não está ficando mais velho com o passar dos anos. Há também uma outra posição, que pode abranger o “Sim” ou o “Não” : a teoria do Multiverso. Essa teoria diz que nosso Universo, é apenas um Universo dentre infinitos outros Universos possíveis, onde cada um deles possuem constantes e propriedades físicas diferentes.

Como pode ser visto, o tema da origem do Universo é uma questão “quente” dentro da comunidade científica.

Assim, por qual razão então afirma-se com tanta veemência a idade do Universo em periódicos científicos e trabalhos publicados? Bem, há uma razão. Temos boas evidências a favor da predição de um único Big Bang pela Teoria da Relatividade Geral e Termodinâmica em detrimento de outros modelos cosmológicos. Nos tempos modernos, a descoberta de tais evidências do começo do Universo, podem parecer banais e até mesmo intuitivas. Mas não é o caso.

Desde os filósofos gregos, influenciados pela Filosofia Aristotélica, o homem era induzido a pensar num Universo eterno e estático. Até mesmo Einstein por puro pensamento filosófico, pensava assim; tempos depois, ao ver seu erro, o chamou de “o maior equívoco de sua vida”. E qual foi esse equívoco? O que fez convencer Einstein e a relutante comunidade científica de que o Universo não é eterno no passado, mas que teve um começo absoluto?

– Evidências do Big Bang –

1. Desvio do vermelho ou redshift

A extraordinária descoberta experimental em 1929 por Edwin Hubble (1889-1953 ) da expansão do Espaço é quase além da compreensão; não era -e não é- algo fácil de entender. Ao coletar dados do maior telescópio da década de 20, Hubble percebeu que as frequências do espectro eletromagnético emitidas pelas nebulosas (aglomerado de estrelas), possuía um desvio para o vermelho, o redshift. Isto é, havia diminuição das frequências ou um aumento de comprimento de onda do espectro emitido pelas nebulosas conforme eram feitas novas medidas. Tal variação na frequência da ondas luminosas para o vermelho, ao longo de medidas sucessivas por um receptor -nesse caso o telescópio- são atribuídas ao Efeito Doppler, para uma fonte constante.

Outro dado curioso foi observado por Hubble: quanto mais distante for a nebulosa, maior é o seu redshift. Assim, não bastava conhecer apenas o efeito por trás do desvio. Mas sim sua causa. A comunidade científica da época acreditava num Universo eterno e estático. Mas tiveram que ceder; As soluções propostas pelos físicos Friedmann (1888-1925) e Lemaître (1894-1966) para a Teoria da Relatividade Geral previam um Universo em expansão e explicavam o desvio para o vermelho. Enquanto o espaço se expande, o percurso das ondas eletromagnética emitidas pelas nebulosas aumenta; consequentemente sua respectiva frequência medida por um receptor distante, diminui. Nesse raciocínio, é de se esperar que o efeito do desvio do vermelho seja maior quanto maior for a distância entre o emissor e o receptor. Exatamente o que Hubble confirmou nos dados experimentais!

redshift

As previsões do modelo Friedmann-Lemaître estavam assim, respaldadas.

Mas o que o redshift diz em relação ao Big Bang? Há uma relação do espaço estar em expansão e o Big Bang?

bigbang_metric_expansion

Ao “rebobinarmos” a fita da história evolutiva da expansão do Espaço, o Universo irá “encolher” até que exista como um ponto extremamente quente e denso que contém toda matéria e energia. Nesse “marco zero” da expansão, as galáxias estavam tão próximas que todo Universo atual era um ponto. É o que a expansão do Espaço e as soluções de Firedman-Lemaitre indicam  . Desse modo, evidências da expansão do Espaço, servem como evidências para o modelo do Big Bang que prediz a gênese de toda matéria, energia e espaço-tempo num evento cataclísmico de um ponto extramente denso e quente à um tempo finito no passado.

2 – Radiação Cósmica de Fundo e uma breve história do Universo primordial

map_model_2 A radiação cósmica de fundo foi detectada pela primeira vez, acidentalmente, por dois físicos, Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson no ano de 64 e havia sido prevista, teoricamente, décadas antes da descoberta experimental. Pela teoria, um Universo em expansão, deve conter uma radiação térmica caracterizada pelo espectro do corpo negro. No modelo do Big Bang, o Universo primordial era composto por um plasma de matéria e fótons. A matéria, o plasma e os fótons interagiam constantemente entre si. Enquanto essas interações ocorriam, o Universo se expande e esfria. O resfriamento do Universo primordial permitiu que elétrons formassem núcleos de hidrogênio e hélio. A previsão é que esse evento ocorreu numa temperatura de 3000 K , quando o Universo era muito jovem, por volta de 300 mil anos de idade. Com a diminuição dos elétrons livres devido a formação de átomos de hidrogênio, os fótons ficaram “livres” da interação com estes por espalhamento e esfriaram-se propagados numa simetria esférica no Universo primordial . Ora, sabe-se pela Termodinâmica que um corpo que cede calor, emite radiação.

A radiação emitida pelo resfriamento de fótons e outras partículas no Universo primordial fazem parte da radiação cósmica de fundo, conforme previsto no modelo do Big Bang . 

3 – Teorema de Borde-Guth-Vilenkin

Em 2003, três proeminentes cosmólogos, Arvin Borde, Alan Guth e Alexander Vilenkin, provaram que qualquer Universo que esteja em expansão na sua história -isto é, Universos inflacionários, como o nosso-, não podem ser eternos no passado, mas devem ter um começo absoluto. Tal condição, é portanto válida até mesmo para o Multiverso. O artigo pode ser lido aqui : http://arxiv.org/abs/gr-qc/0110012 . Há também um vídeo, onde um dos autores, Vilenkin, explica o teorema :

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Finalmente,

Baseado nessas 3 poderosas evidências, a pergunta do começo do texto “O Universo teve um começo?”; pode receber agora um seguro “Sim”.

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Velocidade relativa da luz

speed-of-light1

Dentre todas velocidades possíveis, o valor da velocidade da luz em relação qualquer referencial inercial, é o único valor que não permite velocidades relativas. É o que diz o segundo postulado da Relatividade Especial :

A luz tem velocidade invariante igual à c em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial.”

Para entender melhor esse postulado, imagine um carro, denotado por carro 1, que viaja à velocidade constante de 80 km/h, e um outro carro, denotado por carro 2, com velocidade constante de 100 km/h, ambos no vácuo ou numa região sem nenhum tipo de atrito, conforme figura abaixo :

carro 1 e carro 2

O carro 2 possui uma velocidade de 20 km/h em relação ao carro 1. Sem perda de generalidade, a esquematização do problema poderia ser feita considerando o carro 1 com velocidade nula, e o carro 2 com velocidade de 20 km/h :

carro 1 carro 2 - etapa 2

Essa generalização é possível devido ao caráter vetorial da velocidade.

Velocidade é uma grandeza física vetorial e obedece às regras do cálculo vetorial.  A velocidade da luz também é um vetor : possui módulo, direção e sentido. Entretanto, a velocidade da luz, por um motivo físico, não obedece às regras de cálculo vetorial, como uma velocidade comum. Por exemplo, se tratássemos o carro 1, como sendo um raio luminoso de velocidade c, a velocidade relativa entre esse raio, e o carro 2, continuaria sendo c! Pela mecânica clássica, esperaríamos uma velocidade relativa como resultado da diferença da velocidade da luz com a velocidade do carro 2. Mas não é isso que ocorre na Relatividade Especial. Um motorista dentro do carro 2, mediria a velocidade do raio luminoso, como sendo c :

luz carro 1Sem perda de generalidade :

luz carro 2

Graças a correção da Relatividade Especial na Mecânica de Newton, que tornou-se possível a construção de aparelhos como GPS, e a melhor coleta de dados de satélites, dentre outros.

As transformações de velocidades entre dois referenciais inerciais, que trazem a invariância da velocidade da luz no vácuo, são dadas pelas Transformações de Lorentz. Falei um pouco sobre essas transformações aqui e também aqui .

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Kodak. Os filmes de película ainda não morreram e alguma Física no meio disso.

kodak

Hoje vi uma notícia que me deixou feliz : o acordo que a Kodak fez com grandes produtoras para continuar produzindo películas de cinema. Kodak, uma empresa americana que já fez parte da vida de tantos fotógrafos, declarou falência em 2012. Felizmente, em 2013, a Kodak conseguiu acordos com bancos americanos que lhe deram fôlego para continuar no mercado graças à um investimento de 895 milhões de doláres. Desde então a Kodak está em processo de restruturação ; longe dos momentos de glória da década de 90, quando era líder no mercado de câmeras fotográficas. Com a tecnologia digital, a procura pelas películas -sua principal fonte de renda- caiu bruscamente. A Kodak cometeu um grave erro de gestão em não seguir o mercado e fabricar produtos digitais, chegando tarde e investindo pouco nesse segmento. Nenhum fotógrafo profissional usa mais uma Kodak como câmera principal e a massiva maioria aderiu ao formato digital; É mais conveniente, prático e econômico. Apesar disso, há realizadores que preferem o toque clássico e meio que charmoso em registrar com películas. Entre os nomeados do Oscar desse ano há seis filmes rodados desta forma: Boyhood – Momentos de Uma Vida, The Grand Budapest Hotel, O Jogo da Imitação, Interstellar, Foxcatcher e Caminhos da Floresta. Filmes como o novo Star Wars, ou o Missão Impossível 5, ambos sendo filmados em película, talvez influenciem o interesse de Hollywood na película e ajudem a Kodak -que está mais voltada em tablets e celulares-, se reerguer.

De fato, há um lobby em Hollywood por parte de diretores para que a película não morra. Produtoras como Disney e Warner Bros entraram em acordo com a Kodak, garantindo que irão comprar suas películas.

A menos dos realizadores com um pé na década de 70, não há muitos bons motivos para filmar em película hoje. Principalmente quando a questão é o dinheiro. O custo de impressão e distribuição de um filme em película é cerca de 1500 euros, enquanto que no formato digital, esse valor cai para cerca de 100 euros. A Kodak está praticamente sozinha no mercado de películas para filmes, depois da saída da Fujifilm.

Como é formada a imagem numa película fotográfica?

Expliquei um pouco sobre a natureza da luz no post “O efeito fotoelétrico pode ocorrer em nossa pele?”, você pode lê-lo clicando aqui. Também expliquei sobre o espectro eletromagnético aqui. Esses dois posts vão servir como “pré-requisito”, para uma melhor compreensão do que irei discorrer.

A luz visível aos nossos olhos é uma pequena parte do espectro eletromagnético, na faixa do comprimento de onda de 400 nm até 700 nm, conforme figura abaixo :

espectro eletromagnético

Cada comprimento de onda do fóton, tem associado uma energia. Quanto maior o comprimento de onda, menor será a energia do fóton. Os fótons da luz visível podem ser entendidos como pacotes de energia com frequências que variam do vermelho até o azul. Esses pacotes de energia ao colidir com o filme fotográfico, no interior da câmera, provocam reações químicas na película. O processo em que a energia eletromagnética causa mudanças químicas na matéria, é conhecido como fotoquímica. Há materiais quimicamente instáveis quando expostos à luz. É o caso das películas fotográficas.

A esquematização do processo é complexa, cristais microscópicos separam as cores da luz branca e há um encadeamento de reações químicas em finíssimas camadas de filmes sensíveis às frequências de cores. Em outras palavras, sem a incidência de luz, nada ocorre no filme fotográfico. Para evitar que o filme seja exposto à luz continuamente, há uma barreira na câmera que impede a passagem da luz, chamada de obturador.

Obturador

Para a produção de um vídeo, o obturador deve “fechar e abrir” periodicamente, possibilitando que a luz chegue até a película e que fotografias (a palavra fotografia literalmente quer dizer “escritura de luz”), sejam registradas pelo filme nesse processo. O padrão do cinema é que a cada segundo sejam tiradas 24 fotografias. Na televisão, o padrão é de 60 fotos/segundo. É de ajuda frisar que 24 fps não significa que o obturador da câmera abriu e fechou 24 vezes. A velocidade do obturador é expressa pela fórmula abaixo:

velocidade do obturador equação

Onde,

F= taxa de quadros por segundo
S = ângulo do obturador
E = velocidade do obturador

 Por exemplo, para F= 24, S=180°, teremos E = 48 ou 1/48 segundos. Ou seja, o filme será exposto à luz em 1/48 segundos com 24 fps num ângulo de obturador de 180°. “S” e “E” devem ser casados nas configurações da câmera, de modo que a imagem tenha a quantidade compatível de motion blur com os nossos olhos. Motion blur é a perda da nitidez ou o “efeito ghost” em imagens em movimento. O ângulo do obturador, “S”,  indica o “corte aberto do círculo” que irá rodar permitindo a passagem de luz até o filme. Para 180°, é um círculo com metade “aberta” e a outra metade “fechada”. A sequência das fotos formam o vídeo. A clássica câmera Super 8 filma assim.

No vídeo abaixo a relação entre F, S, E na mudança de motion blur fica mais clara :

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A incompatibilidade da física de filmes no Espaço

Gravity

Ao passar dos anos, os filmes de ficção científica contam com efeitos especiais cada vez mais elaborados, principalmente os de naves viajando entre galáxias, astronautas percorrendo satélites, ou até mesmo pessoas com super-poderes no Espaço. Ao abordar essas temas curiosos na telona, algo essencial parece muitas vezes ser esquecido : a Física. Mesmo em produções caríssimas, que tentam ser fiéis ao nosso mundo físico, percebe-se que certas leis da Física são visivelmente quebradas e que toda cena trata-se de um mundo de “mentirinha”, sem preocupação em seguir o que ocorreria caso tivesse acontecido no “mundo real”.

Os erros

Os erros mais clássicos, como a propagação do som no espaço, devem ser propositais. Ao menos é o que penso. Já pensou assistir Star Wars no cinema sem som no espaço sideral? Não seria empolgante, e os produtores sabem disso. É nas cenas no Espaço que pode-se usar o sistema de áudio da maneira mais surpreendente, com explosões, barulhos de naves e tiros. Não é apenas Star Wars que ignora a Física com essa intenção “artística”. A propagação do som no Espaço, também é encontrada em filmes badalados como :

  • Contato (de Robert Zemeckis)
  • Cowboys do Espaço
  • Armageddon (de Roland Emmerich)
  •  Sunshine (de Danny Boyle)
  • Jornada nas Estrelas (todos)

E a lista certamente não acaba. Os filmes que citei são relativamente novos e não é mais justificável a falta de conhecimento para ignorar que uma onda mecânica não propaga-se sem um meio material. E essa é uma das bizarrices mais comuns que se encontra por aí. Mas há muitas outras, deixe-me citá-las com o que deveríamos esperar caso fossem compatíveis com a Física do Espaço:

  • O som não propaga-se no vácuo
  • Não há “fogo” no Espaço, a menos que se tenha oxigênio
  • Não é possível para um ser humano desviar de lasers ou armas que viajam na velocidade da luz.
  • Não é possível viajar mais rápido do que a velocidade da luz, pela Teoria da Relatividade
  • Os objetos não movem-se lentamente num local de zero gravidade
  • Corpos não esfriam instantaneamente quando estão no Espaço
  • Na gravidade zero, lágrimas não “caem” ou saem “voando” por aí, confira :

Parte desses erros, você pode encontrar nos filmes Gravidade, 2001 :  Odisseia no Espaço, Stargate, etc.

Em alguns casos, a incompatibilidade dos filmes, com nosso mundo físico, é tão tênue, que os “erros da Física” são imperceptíveis e não estragam a experiência, além de fazerem parte da liberdade criativa. Entretanto, para um físico, até com a melhor das intenções, esses detalhes podem frustar a experiência visual e narrativa. E para o público em geral um filme bem sucedido artisticamente não é aquele que mais se aproxima da realidade? Ás vezes sim, e esmagadoramente das vezes não. Mas uma coisa é certa : temos que pelo menos acreditar no filme para que ele seja bom não é mesmo? Essa é a grande diferença de filmes bem produzidos e roteirizados, com câmeras caras e atores expressivos em relação à filmes amadores filmados com câmera tekpix e histórias para boi dormir. E acho que o mesmo vale para a o cuidado com a física na telona, caso o filme queira ser sério.

Espero que com o aumento da tecnologia dos efeitos especiais, e o interesse das pessoas por Física, possa surgir um novo cargo na produção de filmes : Consultor de Física. Seria muito interessante filmes que abordassem a Física, principalmente a Física Teórica e suas possibilidades, de modo coerente com o que sabemos hoje. É bem possível realizar filmes que não quebrem a Física, e que estejam situados no Espaço, como o Apollo 13, do diretor Ron Howard.

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Eu já estou cheio de promessas com o blog. Mais uma delas : analisar a física dos filmes.

Obs : Ainda não assisti Interestelar.

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O que são constantes físicas fundamentais?

Pi é uma constante matemática.

Pi é uma constante matemática.

Muitas propriedades da natureza e grandezas físicas da matéria e do espaço-tempo são expressas através de constantes. Isto é, de números que não variam seus valores. Por exemplo, a razão entre a massa de um elétron e a massa de um próton; a velocidade da luz no vácuo, a constante de Planck, a constante cosmológica, etc.

Algumas constantes são dimensionais e seus valores dependem do sistema de unidade utilizado. Por exemplo, a velocidade da luz no vácuo (c), no Sistema Internacional de Unidades possui um valor constante de 299792458 m/s , enquanto que num sistema onde o comprimento e o tempo são dados por quilômetro e hora, respectivamente, c terá um valor constante de 1079252848,8 km/h . Por outro lado, também há uma quantidade considerável de constantes físicas adimensionais, que não possuem seus valores alterados ao expressá-las em diferentes sistemas de unidades. Esse é o caso das constantes de estrutura fina e de acoplamento.

Exemplo de constantes físicas fundamentais dimensionais:

  • – Velocidade da luz no vácuo
  • – Constante da Gravitação Universal
  • – Constante de Boltzmann
  • – Constante de planck
  • – Massa do elétron
  • – Massa do próton

Exemplo de constantes físicas fundamentais adimensionais :

  • – Constante de Estrutura Fina da Força Eletromagnética
  • – Razão entre a massa do próton e do elétron
  • – Constante de acoplamento gravitacional
  • – Constante de acoplamento da força forte
Constante de Estrutura Fina

Constante de Estrutura Fina (adimensional)

Diferentemente de constantes matemáticas -como Pi-, as contantes físicas fundamentais adimensionais não podem ser calculadas; são obtidas apenas por medidas experimentais. Esse é um dos problemas não resolvidos da Física Moderna. Ninguém sabe ao certo o  porquê as constantes fundamentais da Física terem os valores que tem . Não há uma teoria física que  explique ou prediga seus valores numéricos.

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Essas constantes e outras quantidades arbitrárias possuem uma relação muito profunda com o ajuste fino do Universo para a vida, que irei abordar em outros posts.

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O efeito fotoelétrico pode ocorrer em nossa pele?

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A hipótese do efeito fotoelétrico é basicamente uma : a luz é composta de partículas, de energia hf, cada ; h é a constante de Planck e f a frequência da onda. Isso, ao meu ver, é no mínimo curioso. Frequência é uma grandeza física relacionada à ondas. Porém, nesse caso, está associada a uma partícula! Mas partículas em movimento não possuem frequência, tais quais as ondas possuem, não é verdade?! Não.

A princípio, a ideia de que a luz era formada por partículas que viajavam no espaço com uma frequência f (ou um comprimento de onda), parecia apenas uma hipótese como qualquer outra. Entretanto, o amplo respaldo experimental, junto com o desenvolvimento teórico da evolução das ideias da Física, tornaram tal hipótese válida e sólida. Podemos tratar a luz literalmente como uma “bolinha de bilhar” ou como uma “onda do mar”.

A luz possui uma natureza dual, a chamada dualidade onda-partícula. É de importância ressaltar que tal natureza dual, não significa, natureza simultânea. A luz não é simultaneamente partícula e onda. Mas sim onda ou partícula. Por exemplo, para explicar as franjas escuras e claras no famoso exemplo de Young das duplas fendas, deve-se tratar a luz apenas num caráter ondulatório :

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Já na explicação da ejeção de elétrons de uma placa metálica, devido a incidência de luz, a luz possui exclusivamente um caráter corpuscular :

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Muitas ideias que fogem ao senso comum dos físicos, são confirmadas e suportadas assim, comparando experimentos. Mesmo que indiquem coisas “estranhas”. É também o caso, da expansão do Universo (não parece extraordinário a expansão do espaço?) confirmado pelo desvio do vermelho na radiação cósmica de fundo, dentre outros.

Depois dessa breve descrição da natureza da luz, resta responder a pergunta : nossa pele pode ejetar elétrons devido a incidência da radiação eletromagnética (luz), como os metais o fazem?

Devemos lembrar que o efeito fotoelétrico, como qualquer outro fenômeno físico, deve estar estabelecido num princípio fundamental da Física :

A energia total de um sistema isolado, permanece constante.

Foi essa ideia, que sustenta toda Física, usada por Einstein para explicar o efeito fotoelétrico : a partícula de luz, ou fóton (um pacote de energia) ao se chocar com uma placa metálica, pode ejetar um elétron da superfície do material conservando a energia no processo. O elétron ejetado possui um valor de energia, que é sua energia cinética. Percebeu-se que nem toda frequência da radiação eletromagnética – isto é, da luz- era capaz de ejetar elétrons e que tal fenômeno também dependia do material (cobre, zinco, prata…). Portanto, deve existir uma energia mínima, específica em cada material, que deve ser “vencida” para que o elétron seja emitido ; essa energia é chamada “Função Trabalho”.

Vamos supor que a energia do fóton incidente em uma placa de cobre tenha valor 3, e que a função trabalho tenha valor 5. Esse fóton em questão não emitirá nenhum elétron da placa, pois não possui energia suficiente para “quebrar” a energia que liga o elétron ao átomo de cobre. É mais ou menos como um jogo de sinuca onde o fóton é uma bola de bilhar e o elétron outra bola de bilhar ligado numa mola, de sorte que para que o elétron seja arrancado da mola, a bola de bilhar do fóton deve ter uma energia superior a energia de ligação entre a mola e o elétron. Conforme figura abaixo :

antes da colisão fóton elétron - Douglas Aleodindepois da colisão
E1 e E2 representam a energia do fóton e a energia de ligação da mola com o elétron, respectivamente. E3 é a energia cinética do elétron “liberado”. Evidentemente essa analogia deve ser levada em consideração apenas para visualizar melhor o problema. Dito essas coisas, podemos equacioná-lo da seguinte maneira :

E1 = E2 + E3

Que é a conservação da energia aplicada ao problema.

E se trazermos isso para nossa pele?

A esquemática será a mesma. Contudo, nossa pele é composta não apenas por um “único material” como é no caso dos átomos de placas metálicas, mas sim de vários átomos de diferentes elementos químicos. Em outras palavras, não haverá um único valor para E2 na pele.

Enfim, é possível ejetarmos elétrons pela incidência de radiação na pele? A resposta é : não. A radiação para tal, deve ser tão grande, que antes que pudéssemos “eliminar” elétrons, nossa pele já teria literalmente “torrado”! Por mais bizarro que isso possa parecer, eu não posso deixar de terminar o post com a seguinte recomendação : não tente experimentar o efeito fotoelétrico em você mesmo!

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