Fenômenos Ópticos: Questões sobre Luz e Espectroscopia

1 - Defina comprimento de onda e frequência

Comprimento de onda é a distância entre dois máximos sucessivos. Frequência é o número de oscilações completas que a onda realiza a cada segundo.

2 - Qual a relação entre comprimento de onda, frequência e velocidade da luz?

A velocidade da onda é igual ao produto do comprimento de onda pela frequência: v = λ · ν. No vácuo, v corresponde à velocidade da luz c.

3 - O que é índice de refração?

Índice de refração é a medida do desvio que a luz sofre ao passar de um meio para outro; depende da velocidade da luz em cada meio: n = c / v.

4 - O que é um fóton?

Fóton é a partícula elementar que constitui a luz e transporta energia eletromagnética.

5 - O que são estados excitado e fundamental de uma molécula?

Estado excitado é o estado em que a molécula absorve um fóton e aumenta sua energia. Estado fundamental é o estado de menor energia da molécula.

6 - Descreva as regiões do espectro eletromagnético e os principais fenômenos

Regiões e fenômenos associados:

• Rádio — aplicações de comunicação;
• Micro-ondas — transições rotacionais em moléculas rotantes;
• Infravermelho — transições vibracionais (vibração de ligações);
• Luz visível e UV — excitação eletrônica (transições eletrônicas);
• Raio X — quebra de ligações, ionização e estudos de estruturas eletrônicas profundas;
• Radiação gama e raios cósmicos — processos de alta energia, ionização intensa.

7 - O que acontece com a luz absorvida por uma amostra?

A energia radiante do feixe de luz diminui na medida em que parte da energia é absorvida pela amostra (convertida em calor, energia interna, ou reemitida).

8 - O que é transmitância?

Transmitância é a fração da intensidade da luz original que atravessa a amostra: T = P / P₀. Em porcentagem: %T = T × 100.

9 - O que é absorvância?

Absorvância (A) é a medida da fração da luz que foi absorvida pela solução: A = log(P₀ / P) = log(1 / T) = −log T.

10 - Qual a relação estabelecida entre transmitância e absorvância?

Transmitância é a fração de luz que passa pela solução e não é absorvida; absorvância quantifica a luz que foi absorvida. Elas estão relacionadas por A = −log T.

11 - Descreva a lei de Beer–Lambert

Lei de Beer–Lambert: a absorvância é diretamente proporcional à concentração da espécie absorvedora e ao comprimento do caminho óptico: A = ε · b · c, onde:

• A = absorvância;
• ε = absortividade molar (L·mol⁻¹·cm⁻¹);
• b = caminho óptico (cm);
• c = concentração (mol·L⁻¹).

12 - Descreva, esquematizando um espectrofotômetro

Esquema básico:

Fonte de luz → Seletor de λ (monocromador) → P₀ → Amostra → P → Detector

Observações: a luz monocromática (um único λ) é selecionada pelo monocromador; P₀ é a intensidade incidente e P a intensidade transmitida.

13 - Descreva o processo de absorção de luz de uma molécula nos estados eletrônicos, vibracionais e rotacionais

Resposta não fornecida no documento original.

14 - O que é luminescência?

Luminescência é a emissão de luz por uma molécula a partir de qualquer estado excitado (inclui fluorescência e fosforescência, conforme os tempos de vida e processos envolvidos).

15 - O que é espectro de absorção, emissão e excitação?

Espectro de absorção: representação gráfica do comprimento de onda (λ) versus absorvância (A).

Espectro de emissão: representação gráfica da intensidade de emissão versus comprimento de onda de emissão.

Espectro de excitação: representação gráfica da intensidade de emissão versus comprimento de onda de excitação.