Como a mecânica quântica explica o aquecimento global — Lieven Scheire
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0:07 - 0:08Provavelmente, já ouviram dizer
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0:08 - 0:11que o dióxido de carbono
está a aquecer a Terra. -
0:11 - 0:12Mas, como é que isso funciona?
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0:12 - 0:14É como o vidro duma estufa
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0:14 - 0:16ou como um cobertor de isolamento?
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0:16 - 0:18Bom, não propriamente.
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0:18 - 0:21A resposta envolve um pouco
de mecânica quântica, -
0:21 - 0:24mas não se preocupem,
vamos começar com um arco-íris. -
0:24 - 0:27Se olharem com atenção para a luz solar
separada através de um prisma, -
0:27 - 0:30verão intervalos escuros
onde faltam faixas de cor. -
0:30 - 0:32Para onde é que elas foram?
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0:32 - 0:34Antes de chegarem aos nossos olhos,
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0:34 - 0:37partes específicas do espetro
foram absorvidas por diversos gases. -
0:38 - 0:40Por exemplo, o oxigénio confiscou
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0:40 - 0:42parte da luz vermelho escuro.
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0:42 - 0:45O sódio apoderou-se
de duas faixas da amarela. -
0:45 - 0:48Porque é que estes gases absorvem
cores específicas de luz? -
0:48 - 0:51É aqui que entramos
no reino da mecânica quântica. -
0:51 - 0:54Cada átomo e cada molécula
tem um determinado número -
0:54 - 0:57de níveis de energia possível
para os seus eletrões. -
0:57 - 1:00Para mudar esses eletrões
do nível de base para um nível mais alto, -
1:00 - 1:04uma molécula precisa de ganhar
uma certa quantidade de energia. -
1:04 - 1:06Nem mais, nem menos.
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1:06 - 1:08Obtém essa energia da luz,
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1:08 - 1:11o que se traduz em mais níveis de energia
do que podemos contar. -
1:11 - 1:14A luz é formada por partículas
minúsculas, chamadas fotões -
1:15 - 1:19e a quantidade de energia em cada fotão
corresponde à sua cor. -
1:19 - 1:22A luz vermelha tem energia mais baixa
e um comprimento de onda maior. -
1:22 - 1:26A luz violeta tem energia mais alta
e um comprimento de onda menor. -
1:26 - 1:29A luz solar oferece todos os fotões
do arco-íris, -
1:29 - 1:31por isso uma molécula de gás
pode escolher os fotões -
1:31 - 1:35que carregam a quantidade exata de energia
de que a molécula necessita -
1:35 - 1:37para passar ao nível de energia seguinte.
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1:37 - 1:40Quando se dá esse encontro,
o fotão desaparece -
1:40 - 1:42enquanto a molécula ganha a energia dele
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1:42 - 1:45e temos um pequeno intervalo no arco-íris.
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1:45 - 1:48Se um fotão transporta demasiada energia
ou energia a menos, -
1:48 - 1:51a molécula não tem outra hipótese
senão a de o deixar passar. -
1:51 - 1:53É por isso que o vidro é transparente.
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1:54 - 1:56Os átomos do vidro não emparelham bem
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1:56 - 1:58com qualquer dos níveis de energia
da luz visível, -
1:58 - 2:01por isso todos os fotões passam por ele.
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2:01 - 2:04Então, quais são os fotões
que o dióxido de carbono prefere? -
2:04 - 2:07Onde está a linha preta no arco-íris
que explica o aquecimento global? -
2:08 - 2:10Bom, isso não aparece.
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2:10 - 2:13O dióxido de carbono não absorve
a luz diretamente do Sol. -
2:13 - 2:16Absorve a luz a partir de um corpo celeste
totalmente diferente, -
2:16 - 2:20um corpo que parece não emitir
nenhuma luz: a Terra. -
2:21 - 2:24Se não percebem porque é
que a Terra parece que não brilha -
2:24 - 2:27é porque a Terra não emite luz visível.
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2:27 - 2:29Emite luz infravermelha.
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2:29 - 2:31A luz que os nossos olhos veem,
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2:31 - 2:33incluindo todas as cores do arco-íris,
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2:33 - 2:36são só uma pequena parte
do espetro maior -
2:36 - 2:38das radiações eletromagnéticas
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2:38 - 2:40que incluem as ondas rádio,
as micro-ondas, -
2:40 - 2:43os infravermelhos, os ultravioletas,
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2:43 - 2:45os raios X e os raios gama.
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2:45 - 2:48Pode parecer estranho pensar
nestas coisas como luz, -
2:48 - 2:49mas não há diferença fundamental
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2:49 - 2:53entre a luz visível e as outras
radiações eletromagnéticas. -
2:53 - 2:54É a mesma energia,
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2:54 - 2:57mas a um nível mais alto ou mais baixo.
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2:57 - 2:58Com efeito, é um pouco presunçoso
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2:58 - 3:02definir o termo luz visível
segundo as nossas limitações. -
3:02 - 3:05Afinal, as cobras conseguem ver
as luzes infravermelhas -
3:05 - 3:08e as aves conseguem ver
a luz ultravioleta, -
3:08 - 3:10Se os nossos olhos estivessem adaptados
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3:10 - 3:12para ver a luz de 1900 megahertz,
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3:12 - 3:13um telemóvel seria uma lanterna
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3:13 - 3:16e uma torre de telemóveis
pareceria um enorme farol. -
3:17 - 3:19A Terra emite radiações infravermelhos
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3:19 - 3:21porque todos os objetos
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3:21 - 3:24com uma temperatura, acima
do zero absoluto, emitem luz. -
3:24 - 3:27Chamamos-lhe radiações térmicas.
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3:27 - 3:31Quanto mais quente estiver um objeto,
maior é a frequência da luz que emite. -
3:31 - 3:33Quando aquecemos um pedaço de ferro,
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3:33 - 3:36ele emitirá frequências cada vez maiores
de luz infravermelha -
3:36 - 3:40e depois, a uma temperatura
aproximada de 450º Celsius, -
3:40 - 3:43essa luz atingirá o espetro visível.
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3:43 - 3:45A princípio, parecerá vermelho em brasa.
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3:45 - 3:48Com mais calor ainda,
começará a parecer branca -
3:48 - 3:51com todas as frequências da luz visível.
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3:51 - 3:54É assim que foram concebidas
as lâmpadas elétricas tradicionais -
3:54 - 3:56e é por isso que são tão perdulárias.
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3:56 - 4:0095% da luz que emitem
é invisível aos nossos olhos. -
4:00 - 4:02É desperdiçada enquanto calor.
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4:02 - 4:05As radiações infravermelhas da Terra
escapar-se-iam para o espaço -
4:05 - 4:09se não houvesse gases com efeito de estufa
na nossa atmosfera. -
4:09 - 4:12Tal como o oxigénio prefere
os fotões de vermelho escuro, -
4:12 - 4:15o dióxido de carbono e outros
gases com efeito de estufa -
4:15 - 4:17emparelham com fotões infravermelhos
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4:17 - 4:19que fornecem a quantidade
exata de energia -
4:19 - 4:22para mudar as moléculas desses gases
para um nível de energia mais alta. -
4:22 - 4:25Pouco depois de uma molécula
de dióxido de carbono -
4:25 - 4:27absorver um fotão infravermelho,
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4:27 - 4:29cairá para o nível de energia anterior,
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4:29 - 4:32e devolve um fotão numa direção qualquer.
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4:33 - 4:36Alguma dessa energia regressa
à superfície da Terra, -
4:36 - 4:38causando o aquecimento.
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4:38 - 4:40Quanto mais dióxido de carbono
exista na atmosfera, -
4:40 - 4:43mais provável é que os fotões
infravermelhos regressem à Terra -
4:43 - 4:45e alterem o nosso clima.
- Title:
- Como a mecânica quântica explica o aquecimento global — Lieven Scheire
- Speaker:
- Lieven Scheire
- Description:
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Vejam a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/how-quantum-mechanics-explains-global-warming-lieven-scheire
Provavelmente, já ouviram dizer que o dióxido de carbono está a aquecer a Terra. Mas como é que está a fazer isso? Lieven Scheire usa um arco-íris, uma lâmpada elétrica e um pouco de física quântica para descrever a ciência por detrás do aquecimento global.
Lição de Lieven Scheire, animação de STK Films.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:01
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