Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Figura 22.4 (a) Representação esquemática do mecanismo de absorção fotônica por materiais
metálicos na qual um elétron é excitado até um estado desocupado de maior energia. A
mudança na energia do elétron ∆E é igual à energia do fóton. (b) Reemissão de um fóton de
luz pela transição direta de um elétron a partir de um estado de energia alta para um estado de
energia baixa.
Todas as frequências da luz visível são absorvidas por metais por causa dos
continuamente disponíveis estados eletrônicos vazios, que permitem transições eletrônicas
como na Figura 22.4a. De fato, metais são opacos a toda a radiação eletromagnética na
extremidade inferior do espectro de frequência, desde ondas de rádio, passando pelo
infravermelho, o visível e indo até cerca da metade da radiação ultravioleta. Metais são
transparentes à radiação de alta frequência (raios-X e raios-γ).
A maioria da radiação absorvida é retransmitida a partir da superfície em forma de luz
visível do mesmo comprimento de onda, que aparece como luz refletida; uma transição
eletrônica acompanhando reradiação é mostrada na Figura 22.4b. A refletividade para a
maioria dos metais está entre 0,90 e 0,95; alguma fração pequena da energia dos processos de
decaimento eletrônico é dissipada como calor.
Uma vez que metais são opacos e altamente refletivos, a cor percebida é determinada
pela distribuição de comprimento de onda da radiação que é refletida e não absorvida. Uma
aparência prateada brilhante quando exposta à luz branca indica que o metal é altamente
refletivo ao longo de toda a faixa do espectro visível. Em outras palavras, para o feixe
refletido, a composição desses fótons reemitidos, em termos de frequência e número, é
aproximadamente a mesma daquela do feixe incidente. Alumínio e prata são dois metais que
exibem esse comportamento refletivo. Cobre e ouro aparecem como vermelho-laranja e
amarelo, respectivamente, porque uma parte da energia associada com os fótons de luz tendo
pequenos comprimentos de onda não é reemitido como luz visível.
PROPRIEDADES ÓTICAS DE NÃO-METAIS
Em virtude de suas estruturas de banda de energia de elétron, materiais não metálicos
podem ser transparentes à luz visível. Portanto, em adição à reflexão e absorção, fenômenos
de refração e transmissão também necessitam ser considerados.
22.5 – REFRAÇÃO
Luz que é transmitida para o interior de materiais transparentes experimenta um
decréscimo em velocidade e, como um resultado, é dobrada na interface; esse fenômeno é
denominado refração. O índice de refração n de um material é definido como a razão da
sua velocidade num vácuo c para a velocidade v num meio, ou
n = c/v (22.7)
A magnitude de n (ou o grau de dobramento) dependerá do comprimento de onda da
luz. Esse efeito é graficamente demonstrado pela familiar dispersão ou separação de um feixe
de luz branca em suas cores componentes por um prisma de vidro. Cada cor é defletida por
uma diferente quantidade quando ela atravessa através e saí do vidro, o que resulta na