Matéria e Radiação

                                                 MATÉRIA E RADIAÇÃO

Podem estes princípios - simplistas e um tanto mecânicos - se aplicar à complexidade de homens e mulheres enquanto seres humanos, com sua extraordinária e única capacidade para o pensamento, a linguagem, a criatividade, as emoções? Responder a estas e outras intrigantes perguntas está entre os grandes desafios que a Bioquímica se propõe e já começa a desvendar.

Sabemos que todos os tipos de ondas eletromagnéticas transportam energia independentemente da sua frequência. A energia que uma onda eletromagnética transporta depende de sua frequência, sendo que quanto maior for a frequência, maior será a energia que ela transporta. Dependendo das condições, essa energia pode ser totalmente ou parcialmente transferida da onda eletromagnética para um meio material.

Essa interação depende do tipo de material e das características da onda, tais como frequência e intensidade. Em particular, são muito importantes as interações da radiação com os seres vivos. As ondas eletromagnéticas, assim como outros tipos de ondas, podem sofrer reflexão, refração e difração, quando se propagam através da interface entre dois meios.

                                                                  Absorção

Uma onda eletromagnética, ao se propagar em um meio, pode ser absorvida, transferindo energia para ele. Desta forma, à medida que vai se propagando, vai diminuindo gradativamente a sua amplitude.

Um exemplo de absorção é a passagem de luz por um vidro ou plástico escuro, como o das lentes de óculos de sol. Utilizam-se também vidros escuros na embalagem de remédios que podem estragar ao serem expostos por longos períodos de tempo à luz do Sol. Esse tipo de vidro bloqueia a radiação ultravioleta e parte da luz visível.

                                                  Coeficiente de absorção

Uma medida da capacidade de absorção de um material é o seu coeficiente de absorção, medida pela fração da energia da onda eletromagnética que é absorvida ao passar por ele. Por exemplo, se fizermos um feixe de micro-ondas passar por um pedaço de carne crua, e esse absorver a metade da energia deste feixe, dizemos que ele apresenta um coeficiente de absorção de 50% para esta onda.

Por outro lado, se usássemos luz verde, veríamos que ela seria completamente absorvida, não conseguindo atravessar o pedaço de carne. Neste caso, o coeficiente de absorção é de 100% e o objeto é denominado opaco. A absorção depende da frequência da onda eletromagnética.

Poderíamos calcular o coeficiente de absorção (A), a partir da intensidade da onda incidente e da intensidade da onda transmitida pelo material, pela expressão:

O coeficiente de absorção varia entre os valores zero e 1. Se multiplicarmos o valor de A por 100%, obtemos o valor em percentual. Assim, A = 0,5 representa uma absorção de 50% da radiação incidente pelo material.

A absorção depende também da espessura do objeto. Uma chapa de alumínio é completamente opaca para a luz visível, mas se a sua espessura for extremamente fina, pode deixar passar parte da luz. Os espelhos semitransparentes podem ser feitos com uma camada muita fina de alumínio, depositada na superfície de um vidro. Por outro lado, um vidro pode ser quase opaco se a sua espessura for muito grande.

Nos fornos de micro-ondas, a radiação utilizada é parcialmente absorvida pelos alimentos que estão dentro dele. A frequência das micro-ondas é escolhida de tal forma que essa radiação não seja totalmente absorvida ao passar pelo alimento, pois se isso ocorresse, não seria possível cozinhar ou aquecer sua parte central.

Atomo de Bohr

Átomo de Bohr

Na física atômica, o átomo de Bohr é um modelo que descreve o átomo como um núcleo pequeno e carregado positivamente cercado por elétrons em órbita circular.

Ernest Rutherford, no início do século XX, realiza o experimento conhecido como espalhamento de Rutherford  , onde ele incidiu um feixe de partículas alfa (α) sobre uma folha de ouro e observa que, ao contrário do que era esperado, tal que as partículas deveriam ser refletidas pelos átomos de ouro considerados maciços até então, muitas partículas atravessaram a folha de ouro e outras sofreram desvios. A partir da análise dessa experiência, afirma que átomos fossem constituídos de uma nuvem difusa de elétrons carregados negativamente que circundavam um núcleo atômico denso, pequeno e carregado positivamente.

A partir dessa descrição, é fácil deixar-se induzir por uma concepção de um modelo planetário para o átomo, com elétrons orbitando ao redor do "núcleo-sol". Porém, a aberração mais séria desse modelo é a perda de energia dos elétrons por radiação síncrotron: uma partícula carregada eletricamente e acelerada emite radiações eletromagnéticas que têm energia; fosse assim, ao orbitar em torno do núcleo atômico, o elétron deveria gradativamente emitir radiações e cada vez mais aproximar-se do núcleo, em uma órbita espiralada, até finalmente chocar-se com ele. Um cálculo rápido mostra que isso deveria ocorrer quase que instantaneamente.

Modelo Atomico de Rutherford

Modelo Atômico de Rutherford

O modelo atômico (português brasileiro) ou modelo atómico (português europeu) de Rutherford (também conhecido como modelo planetário do átomo), é um modelo atômico concebido pelo cientista Ernest Rutherford. Para montar sua teoria, Rutherford analisou resultados de seu experimento que ficou conhecido como "experiência de Rutherford". Nesta experiência, utilizando uma fonte radioativa para emitir particulas alfas, um contador geiger, e uma fina folha de ouro(fina ao ponto de existir rumores de que provavelmente a folha continha apenas 10 mil atomos, ou seja, basicamente uma camada de átomos), ele mediu o numero de partículas alfa que atravessaram esta folha. Porém, ele percebeu que embora muitas das particulas atravessam a folha(como já era previsto pelo modelo átomico em rigor naquela epoca), um número muito pequeno de particulas alfa eram refletidas ou sofriam desvio por esta folha. Com base nisto, Ernest Rutherford montou a sua teoria.

Em 1911, Rutherford apresentou a sua teoria para o seu modelo atômico, afirmou que o modelo vigente até então, também conhecido como "pudim de passas", que foi feito por J. J. Thomson, estava incorreto. Rutherford afirmou com seu experimento, que o átomo não era apenas uma esfera maciça de carga elétrica positiva incrustada com elétrons como dizia J. J. Thomson. Segundo Rutherford, o átomo teria na verdade um núcleo de carga elétrica positiva de tamanho muito pequeno em relação ao seu tamanho total, sendo que este núcleo, que conteria praticamente toda a massa do átomo, estaria sendo rodeado por elétrons de carga elétrica negativa, os quais descreveriam órbitas helicoidais em altas velocidades.