Um átomo é constituído por um núcleo de protões e neutrões, e, por electrões que andam à volta do núcleo de uma forma semelhante a como os satélites orbitam a Terra. Por motivos de conveniência (é difícil quantificar carga), diz se que um protão tem carga positiva de um (+1) e um electrão tem carga negativa de um (-1). como têm cargas opostas, eles atraem se e por isso um átomo tem geralmente igual número de protões e de electrões. Os neutrões tem carga neutra.
Por motivos de escala, vamos imaginar que um átomo é um estádio de futebol. Se metêssemos uma ervilha no meio do estádio, ela representaria o núcleo, e os electrões seria grãos de areia nas bancadas. Um átomo é quase só espaço vazio, então porque é que não é tudo transparente?
O carbono por exemplo tem seis protões, e como tal, seis electrões. No seu estado fundamental (todos os electrões estão nos níveis mínimos) 2 electrões estarão no nível 1 e quatro, no nível 2.
Para um electrão estar num nível de energia em particular, ele tem de ter uma quantidade específica de energia. Os electrões podem mudar de nível:
-Se absorverem energia, eles saltam para cima (ficam excitados);
-Se libertarem energia, saltam para baixo;
-Nunca podem saltar para baixo do estado fundamental, e se receberem demasiada energia, eles saltam do átomo e ficam sozinhos.
A radiação electromagnética (apesar de se comportar como uma onda) é composta por fotões, um fotão é a menor porção de luz que pode ser emitida ou absorvida, e é uma partícula que não tem massa. Estas partículas vibram, e quanto mais depressa vibrarem, mais energia têm.
Se os fotões vibrarem lentamente (com baixa frequência) consideramos que os fotões são de Ondas Rádio, se a frequência for maior, são de Microondas, se for ainda maior, serão de Luz Infravermelha, ainda maior, Luz Visível, depois Ultra Violeta, depois Raios X, e finalmente, as mais energéticas, e como tal as mais perigosas, Raios gama.
Alguns exemplos:
-A luz violeta, tem mais energia que a vermelha, e a azul, têm mais energia que a laranja.
-A radiação infravermelha tem menor energia que a visível, no entanto é aquela que aquece melhor, pois a sua energia é transformada em calor de forma mais eficaz.
Sempre que um electrão salta para um nível de energia mais baixo, ele cria um fotão com a quantidade de energia que perdeu, se essa energia for elevada, o fotão poderá ser por exemplo de Raios X, enquanto que se for baixa, poderá ser de por exemplo Microondas.
Para que um electrão salte para um nível superior (fique excitado), ele terá de absorver um fotão com a quantidade de energia necessária para que o electrão fique com a energia desse novo nível.
Os electrões das moléculas do vidro, não são excitados pela luz visível (pois esta não tem energia suficiente), logo esta atravessa essas moléculas, no entanto radiação ultravioleta tem a energia certa para excitar esses electrões, e por isso é absorvida. É por isso que o vidro é opaco a luz ultravioleta, mas transparente a luz Visível. Este é o motivo pelo qual é impossível ficar bronzeado através de vidro, mas este também é opaco a infravermelhos. Os outros materiais transparentes funcionam desta mesma forma, por exemplo:
-A nossa atmosfera é composta por várias substâncias, por isso é opaca a muitas coisas: Raios X e Gama, Radiação ultravioleta e infravermelha e ondas rádio de baixa frequência. Mas Apesar de ser opaca a estas radiações, como a nossa atmosfera é relativamente fina, algumas destas radiações penetram parcialmente ( como os raios ultravioleta), mas ela é quase completamente transparente a: radiação visível, algumas frequências de infravermelhos, microondas e ondas rádio de alta frequência.-Lentes câmaras de infravermelhos são muitas vezes feitas de Germânio, um metal que é opaco a radiação visível, mas transparente a radiação infravermelha.
Diferentes materiais são opacos e transparentes a diferentes radiações, e como a água e a nossa atmosfera são transparentes a luz visível, os nossos antepassados evoluíram, para a ver, e é por isto que nós não conseguimos ver através de paredes.
Hugo
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