Laser EFC 2012 1

Laser e Aplicações

Prof. Cleber R Mendonça
Instituto de Física de São Carlos
USP

LASER
1960 - T. H. Maiman: laser de rubi

LASER
1960 - T. H. Maiman: laser de rubi

“Uma solução em busca de um problema”

Os primórdios
Radiação térmica
Radiação emitida por um corpo devido a sua temperatura

Os primórdios
Radiação térmica

Como descrever a energia por unidade de volume e freqüência irradiada por um corpo aquecido em função da freqüência e da temperatura?

ρ (ν,Τ )

Radiação de Corpo Negro
• O Corpo Negro ideal absorve toda a radiação incidente.
(por isso é negro na temperatura ambiente)
• A refletividade é nula e a emissividade é e = 1.
• Lei de Kirchhoff: Num corpo negro ideal, em equilíbrio termodinâmico a temperatura T, a radiação total emitida deve ser igual a radiação total absorvida

Radiação de Corpo Negro: alguns resultados experimentalmente grade

detector

• intensidade emitida

Radiação de Corpo Negro: alguns resultados experimentalmente grade

detector

• intensidade emitida
• espectro emitido

Radiação de Corpo Negro: alguns resultados resultado experimental

Radiação de Corpo Negro: alguns resultados

Lei de Stefan-Boltzmann (1879)

R = σ T4

R – Radiância total (potência total irradiada/área) σ – constante de Stefan-Boltzmann
(com valor de 5.67 x 10-8 W/m2K4)

Radiação de Corpo Negro: alguns resultados

Lei do deslocamento de Wien (1893) λmaxT = constante

ou

constante de Wien: 2.898 x 10-3 m.K

νmax ∝T

Radiação de Corpo Negro

Lei de Rayleigh-Jeans (1900-1905)
Teoria clássica

8πν 2 ρ (ν ,T ) = 3 kT c k =1.3807 erg/K

Para baixas freqüências a teoria clássica se aproxima dos resultados experimentais

Radiação de Corpo Negro

Lei de Rayleigh-Jeans
Catástrofe do Ultra-Violeta

Falha da Teoria Clássica: de alguma forma a teoria clássica esta errada

Radiação de Corpo Negro: a revolução dos quanta

Lei de Planck (1900)
8π hν 3
1
, ρ (ν , T ) = hν / kT
3
c e −1 h = 6.63 ×10−27 erg.s
Anunciada publicamente em 19/10/1900

πν

Radiação