INSTABILIDADE QUÂNTICA GRACELI NO SDCTIE GRACELI.

CONFORME A INTENSIDADE DE ENERGIA E ESTADOS QUÂNTICOS DIVIDIDO PELO DIÂMETRO E MASSA [ESTRUTURA DA PARTÍCULAS , E EM REAÇÃO AO SDCTIE GRACELI SE TEM INTENSIDADE E VARIAÇÕES DE FLUXOS EM INSTABILIDADES QUÂNTICAS, EM TODOS OS FENÔMENOS, ENERGIAS, ESTADOS, PRINCÍPIOS, EXCLUSÕES DE PAULI, INCERTEZAS [COMO DE  Heisenberg ], GATO Schrödinger , FUNÇÃO DE ONDAS, EQUAÇÕES DE DIRAC , equação de Schrödinger , CONSTANTE DE PLANCK, E OUTROS, COMO EFEITOS FOTOELÉTRICO, TUNELAMENTOS EMARANHAMENTOS, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, FÓTONS, ESPECTROSCOPIA, E OUTROS, OU SEJA, TEM TODA MECÂNICA QUÂNTICA E TEORIA, RELATIVIDADE, CORDAS, E CONFORME O SDCITE GRACELI.


A MESMA INSTABILIDADE ACONTECE NA ENTROPIA, ENTALPIA, GASES, PRESSÕES, FLUIDOS, ASTRONOMIA [INCLINAÇÕES, EXCENTRICIDADES, ROTAÇÕES, FORMAÇÕES DE ESFERICIDADE DE ASTROS E BURACOS NEGRO, E OUTROS. E COSMOLOGIA, GEOFÍSICA, ASTROFÍSICA E GEOQUÍMICA E ASTROQUÍMICA.




NO SDCITE GRACELI SE TEM:


ENERGIA DIFERENTE DE MASSA,

POIS, ENERGIA É IGUAL AO SDCTIE GRACELI.


MASSA É DIFERENTE DE ESTRUTURA, POIS,

ESTRUTURA = AO SDCITE GRACELI.

POIS, MASSA É UM CONCEITO RELACIONADO COM PESO E FORÇAS, JÁ NESTE SISTEMA [SDCTIE GRACELI] SE USA ESTRUTURA ONDE SE TEM AS DEZ OU MAIS DIMENSÕES DE GRACELI, AS CATEGORIAS, O SISTEMA DE ESTADOS TRANSICIONAIS DE GRACELI, INTERAÇÕES E TRANSFORMAÇÕES [SDCTIE GRACELI].

domingo, 14 de junho de 2020

AS ESTRUTURAS E ENERGIAS SÓ MOVEM [MOMENTUM] [FORA DE QUALQUER SISTEMA DE FORÇAS E GEOMETRIAS] CONFORME O SDCITE GRACELI, OU SEJA, NÃO DEPENDE DE FORÇAS, MASSAS, OU MESMO DE ESPAÇO-TEMPO CURVO.

OU SEJA, PARTÍCULAS DENTRO DE PARTÍCULAS, ÍONS, CARGAS, ENERGIAS, VARIAÇÕES DE ENERGIAS NÃO SE MOVEM POR FORÇAS MAS CONFORME SE ENCONTRA NELAS O SDCTIE GRACELI.

CONFORME O  EXPOSTO ABAIXO.


OU MESMO, O TEMPO NÃO EXISTE COMO EM-SI, E O ESPAÇO TAMBÉM VARIA CONFORME O SDCTIE GRACELI.


COMO TAMBÉM ESTRUTURAS [MASSAS E SUBSTÂNCIAS] ESTÃO RELACIONADAS COM O SDCTIE GRACELI.


O MESMO PARA O ESPAÇO, OU SEJA, O ESPAÇO MÍNIMO ENTRE DOIS PONTOS NÃO UMA RETA OU UMA CURVA, MAS SIM, UM SISTEMA DE ENERGIAS, DIMENSÕES E POSICIONAMENTOS, [CONFORME O SDCTIE GRACELI].


POIS, DUAS PARTÍCULAS EMARANHADAS NÃO DEPENDEM DE ESPAÇOS FÍSICOS, MAS DE ESPAÇOS QUÂNTICO, ESTADO QUÂNTICO, E ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO DIMENSIONAL DE GRACELI.


E ESPAÇO QUÂNTICO, ESTADO QUÂNTICO, E ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO ESTÃO RELACIONADOS COM O SDCITE GRACELI.






RELATIVISMO QUÂNTICO DIMENSIONAL GRACELI.


O POSICIONAMENTO E DISTANCIAMENTO ENTRE PARTÍCULAS, ENERGIAS, E FENÔMENOS ALTERAM TODO SISTEMA FÍSICO DENTRO DAS PARTÍCULAS,, 


E QUE TEM AÇÃO DIRETA SOBRE NÚMERO QUÂNTICO, ESTADO QUÂNTICO, ESTRUTURA ELETRÔNICA, NÍVEIS DE ENERGIAS, E ONDAS ESTACIONÁRIAS NAS PARTÍCULAS DENTRO DOS ÁTOMOS,

COM ISTO SE TEM MAIS UM TIPO DE NÚMERO QUÂNTICO, QUE É O NÚMERO QU^NTICO DECA OU MAIS DIMENSÕES DE GRACELI.



SENDO QUE VARIA CONFORME O SDCTIE GRACELI. 


COMO TAMBÉM O TEMPO DE FLUXOS, E SPINS, MOMENTUM DOS FENÔMENOS E ENERGIAS,

OU SEJA SENDO VARIÁVEIS CONFORME O SDCTIE GRACELI E FORMANDO O UNIVERSO DIMENSIONAL QUÂNTICO DE GRACELI.

OU SEJA, SE INCLUI NO SISTEMA DE DEZ OU MAIS DIMENSÕES DE GRACELI.

OU SEJA, DIMENSÕES  DE ESTADOS QUÂNTICOS DE GRACELI.


E CONFORME O SDCTIE GRACELI.




O SDCTIE GRACELI É ATEMPORAL, OU SEJA PODE SE ENCAIXAR EM QUALQUER PARTE DA FÍSICA, QUÍMICA E OUTROS, E INCLUSIVE ALGUNS ALGUMAS TEORIAS E FUNÇÕES QUE AINDA NÃO FORAM FORMULADAS.


QUANDO SE ADICIONA ALGUM TIPO DE ENERGIA EM UM SISTEMA SE MODIFICA TODO SISTEMA DE TRANSFORMAÇÕES, INTERAÇÕES, DINÂMICAS, POTENCIAIS, ESTADOS QUÂNTICOS, ESTADOS DIMENSIONAIS E FENOMÊNICOS TRANSICIONAIS DE GRACELI, E OUTROS, E CONFORME O SDCTIE  GRACELI..

O ESTADO QUÂNTICO DE GRACELI  É RELATIVO POR SER VARIÁVEL AO SISTEMA SDCTIE GRACELI, E É INDETERMINADO PORQUE EM CADA ESTRUTURA, ENERGIA, DIMENSÃO DE GRACELI, CATEGORIA GRACELI SE TEM INTENSIDADES E VARIAÇÕES ESPECÍFICAS, MESMO ESTANDO TODO DENTRO DE UM SISTEMA SÓ, CORPO, OU PARTÍCULA. 


X

⇔  A FÍSICA DIMENSIONAL GRACELI PODE SER UM BRAÇO DA QUÂNTICA, OU MESMO SER UMA RELATIVIDADE FUNDAMENTADA NUMA TERCEIRA QUANTIZAÇÃO DO SDCTIE GRACELI.

ONDE SE VÊ O MUNDO FÍSICO NÃO APENAS POR QUANTUNS DE MATÉRIA, OU RELAÇÕES DE ONDAS E PARTÍCULAS, MAS NUM MUNDO TRANSCENDENTE E DE INTERAÇÕES E TRANSFORMAÇÕES CONFORME O SDCTIE GRACELI.

OU SEJA, O UNIVERSO DECADIMENSIONAL TRANSCENDENTE DE GRACELI, E NÃO APENAS DE QUANTUNS DE ENERGIAS, OU MESMO DE RELAÇÕES DE ONDAS PARTÍCULAS, OU DE INCERTEZAS.


EM QUE SE FUNDAMENTA EM :




TERCEIRA QUANTIZAÇÃO PELO SDCTIE GRACELI

TRANS-QUÂNTICA SDCTIE GRACELI, TRANSCENDENTE, RELATIVISTA SDCTIE GRACELI, E TRANS-INDETERMINADA.

FUNDAMENTA-SE EM QUE TODA FORMA DE REALIDADE SE ENCONTRA EM TRANSFORMAÇÕES, INTERAÇÕES, TRANSIÇÕES DE ESTADOS [ESTADOS DE GRACELI], ENERGIAS E FENÔMENOS DENTRO DE UM SISTEMA DE DEZ OU MAIS DIMENSÕES DE GRACELI, E CATEGORIAS DE GRACELI.

FUNÇÃO GERAL GRACELI DA TRANS- INDETERMINALIDADE PELO SDCTIE GRACELI

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES  ⇔  TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE  ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ estrutura eletrônica, spin, radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔  Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS,  ⇔   Δ MASSA ,   ⇔ Δ  CAMADAS ORBITAIS ,  ⇔  Δ FENÔMENOS  ,  ⇔  Δ  DINÂMICAS,   ⇔  Δ  VALÊNCIAS,   ⇔  Δ BANDAS,  Δ  entropia e de entalpia,  E OUTROS.  

x

 [EQUAÇÃO DE DIRAC].

 + FUNÇÃO TÉRMICA.

   +    FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

  ,      +   FUNÇÃO DE TUNELAMENTO QUÂNTICO.

  + ENTROPIA REVERSÍVEL 

+      FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

 ENERGIA DE PLANCK

X

• 
  V [R] [MA] =  Δe,M, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM......

  ΤDCG

  X

  Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM......  =
  x
  

  sistema de dez dimensões de Graceli + 

  DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
• 
  
• DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
  

  x

  sistema de transições de estados, e estados  de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

  x

número atômico, estrutura eletrônica, níveis de energia 

[comprimento de onda (λ).

onde c, velocidade da luz, é igual a .]

X

• TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI.
• X
• CATEGORIAS DE GRACELI
• T l    T l     E l       Fl         dfG l   

  N l    El                 tf l

  P l    Ml                 tfefel 

  Ta l   Rl

           Ll
           D

A radiação X (composta por raios X) é uma forma de radiação eletromagnética, de natureza semelhante à luz. A maioria dos raios X possuem comprimentos de onda entre 0,01 a 10 nanómetros, correspondendo a frequências na faixa de 30 petahertz a 30 exahertz (3×10¹⁶ Hz a 3×10¹⁹ Hz) e energias entre 100 eV até 100 keV. Os comprimentos de onda dos raios X são menores do que os raios ultravioleta (UV) e tipicamente maiores do que a dos raios gama. Os raios X foram descobertos em 8 de novembro de 1895 pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen.

A produção de raios X deve-se principalmente a transições de elétrons nos átomos, ou da desaceleração de partículas carregadas. Como toda energia eletromagnética de natureza ondulatória, os raios X sofrem interferência, polarização, refração, difração, reflexão, entre outros efeitos. Embora de comprimento de onda muito menor, sua natureza eletromagnética é idêntica à da luz.

Raios X
Ciclos por segundo: 300 PHz a 60 EHz

História[editar | editar código-fonte]

Tubo de Crookes[editar | editar código-fonte]

Tubo de raios X

Em uma ampola de vidro, William Crookes submeteu um gás à baixa pressão e altas tensões, por meio de duas placas metálicas localizadas no fundo e na frente da ampola, cada qual carregada com cargas diferentes. Quando a diferença de potencial entre as placas era suficientemente grande, os elétrons saiam do cátodo (placa carregada negativamente), colidiam com moléculas do gás, ocorrendo a sua ionização e/ou liberação de luz devido às transições eletrônicas dos átomos do gás, iluminando assim, toda a ampola.

O tubo de vidro é evacuado a uma pressão de ar, de cerca de 100 Pascais; lembre-se que a pressão atmosférica é 1,01*10^5 Pascais. O ânodo é um alvo metálico grosso, é assim feito a fim de dissipar rapidamente a energia térmica que resulta do bombardeamento com os raios catódicos.

Uma tensão alta, entre 30 a 150 kV, é aplicada entre os elétrodos; isso induz uma ionização do ar residual e, assim, um feixe de electrões do cátodo ao ânodo surge. Quando esses electrões acertam o alvo, eles são desacelerados, produzindo os raios-X.

Um Tubo de Raio-X mais Detalhado apresenta dois tipos de Raios-X.

O efeito de geração dos fotões de raios-X é geralmente chamado efeito Bremsstrahlung, uma contração do alemão "brems" para a travagem e "strahlung" para a radiação.

A energia de radiação de um tubo de raio-X consiste de energias discretas que constituem um espectro de linha e um espectro contínuo fornecendo o fundo o espectro de linha.

Os electrões incidentes podem interagir com os átomos do alvo de várias maneiras.

A partir desses experimentos, Joseph John Thomson observou que tal fenômeno é independente do gás e do metal utilizado nos eletrodos (placas metálicas).

Concluiu, então, que os raios catódicos podem ser gerados a partir de qualquer elemento químico. Devido a essa conclusão, Thomson pôde, posteriormente, atestar a existência do elétron.

Muitos cientistas na Europa começaram a estudar esse tipo de radiação. Entre eles, o maior especialista em raios catódicos da Alemanha, Philipp Lenard (1862-1947).^[1]

A descoberta[editar | editar código-fonte]

Hand mit Ringen: a primeira de Wilhelm Röntgen referente a mão de sua esposa, tirada em 22 de dezembro de 1895 e apresentada ao Professor Ludwig Zehnder, do Instituto de Física da Universidade de Freiburg, em 1 de janeiro de 1896.

Foi o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) quem detectou pela primeira vez os raios X, que foram assim chamados devido ao desconhecimento, por parte da comunidade científica da época, a respeito da natureza dessa radiação.^[2] A descoberta ocorreu quando Röentgen estudava o fenômeno da luminescência produzida por raios catódicos num tubo de Crookes. Todo o aparato foi envolvido por uma caixa com um filme negro em seu interior e guardado numa câmara escura. Próximo à caixa, havia um pedaço de papel recoberto de platinocianeto de bário.

Röentgen percebeu que quando fornecia energia cinética aos elétrons do tubo, estes emitiam uma radiação que marcava a chapa fotográfica. Intrigado, resolveu colocar entre o tubo de raios catódicos e o papel fotográfico alguns corpos opacos à luz visível. Desta forma, observou que vários materiais opacos à luz diminuíam, mas não eliminavam a chegada desta estranha radiação até a placa de platinocianeto de bário. Isto indicava que a radiação possui alto poder de penetração. Após exaustivas experiências com objetos inanimados, Röntgen pediu à sua esposa que posicionasse sua mão entre o dispositivo e o papel fotográfico.

O resultado foi uma foto que revelou a estrutura óssea interna da mão humana. Essa foi a primeira radiografia, nome dado pelo cientista à sua descoberta em 8 de novembro de 1895. Posteriormente à descoberta do novo tipo de radiação, cientistas perceberam que esta causava vermelhidão da pele, ulcerações e empolamento para quem se expusesse sem nenhum tipo de proteção. Em casos mais graves, poderia causar sérias lesões cancerígenas, necrose e leucemia, e então à morte.

Partícula ou onda[editar | editar código-fonte]

Logo que os raios X foram descobertos, pouco se sabia a respeito da sua constituição. No início do século XX foram encontradas evidências experimentais de que os raios X seriam constituídos por partículas. No entanto, e para a surpresa da comunidade científica, Walther Friedrich e Paul Knipping realizaram um experimento em 1912, no qual conseguiram fazer um feixe de raios X atravessar um cristal, produzindo interferência da mesma forma que acontece com a luz. Isto fez com que os raios X passassem a ser considerados como ondas eletromagnéticas. Porém, por volta de 1920 foram realizados outros experimentos, que apontavam para um comportamento corpuscular dos raios X.

O físico Louis de Broglie tentou resolver este aparente conflito no comportamento dos raios X. Combinando as equações de Planck e de Einstein ${\displaystyle E=h\nu =mc^{2}\,}$ , chegou a conclusão de que "tudo o que é dotado de energia vibra, e há uma onda associada a qualquer coisa que tenha massa".^[1]

• O título de descobridor do raio-x é dado ao físico alemão Wihelm Röntgen (1845-1923) em 1895, apesar de não ter sido o primeiro a observar os efeitos das ondas de raio-x, ele recebe esse título pois foi o primeiro a estudar sistematicamente os raios-x. Röntgen é quem dá o nome de raio x para essas ondas eletromagnéticas que significa uma quantidade desconhecida.

Nascido de pai alemão e mãe holandesa, frequentou o ensino médio em Utrecht, na Holanda. Foi expulso do ensino médio 1865, sem diploma do ensino médio poderia frequentar a universidade como visitante, no entanto, ele conseguiu entrar no Instituto Politécnico Federal em Zurique (conhecido atualmente como ETH Zurich) como estudante de engenharia mecânica, em 1869 ele se formou com ph.D. em Zurique. Se tornou aluno preferido de um professor da universidade chamado August Kundt, que ele seguiu para a Universidade de Strassburg.

• O físico alemão juntamente com seu pai ganha o prêmio nobel de física em 1915 pelo uso de raios x para estudar a estrutura de cristais.

Características[editar | editar código-fonte]

Produção[editar | editar código-fonte]

O dispositivo que gera raios X é chamado de tubo de Coolidge. Da mesma forma que uma válvula termiônica, este componente é um tubo oco e evacuado, ainda possui um catodo incandescente que gera um fluxo de elétrons de alta energia. Estes são acelerados por uma grande diferença de potencial e atingem ao ânodo ou placa.

O ânodo é confeccionado em tungstênio. A razão deste tipo de construção é a geração de calor pelo processo de criação dos raios X. O tungstênio suporta temperaturas que vão até 3340 °C. Além disso, possui um razoável valor de número atômico (74) o que é útil para o fornecimento de átomos para colisão com os elétrons vindos do catodo (filamento). Para não fundir, o dispositivo necessita de resfriamento através da inserção do tungstênio em um bloco de cobre que se estende até o exterior do tubo de raios X que está imerso em óleo. Esta descrição refere-se ao tubo de ânodo fixo.

Ao serem acelerados, os elétrons ganham energia e são direcionados contra um alvo; ao atingi-lo, são bruscamente freados, perdendo uma parte da energia adquirida durante a aceleração. O resultado das colisões e da frenagem é a energia transferida dos elétrons para os átomos do elemento alvo. Este se aquece bruscamente, pois em torno de 99% da energia do feixe eletrônico é dissipada nele.

A brusca desaceleração de uma carga eletrônica gera a emissão de um pulso de radiação eletromagnética. A este efeito dá-se o nome de Bremsstrahlung, que significa radiação de freio.

As formas de colisão do feixe eletrônico no alvo dão-se em diferentes níveis energéticos devido às variações das colisões ocorridas. Como existem várias formas possíveis de colisão devido à angulação de trajetória, o elétron não chega a perder a totalidade da energia adquirida num único choque, ocorrendo então a geração de um amplo espectro de radiação cuja gama de frequências é bastante larga, ou com diversos comprimentos de onda. Estes dependem da energia inicial do feixe eletrônico incidente, e é por isso que existe a necessidade de milhares de volts de potencial de aceleração para a produção dos raios X.

Detecção[editar | editar código-fonte]

A detecção dos raios X pode ser feita de diversas maneiras, a principal é a impressão de filmes fotográficos que permite o uso medicinal e industrial através das radiografias. Outras formas de detecção são pelo aquecimento de elementos à base de chumbo, que geram imagens termográficas, o aquecimento de lâminas de chumbo para medir sua intensidade, além de elementos que possuem gases em seu interior a exemplo da válvula Geiger-Müller utilizada para a detecção de radiação ionizante e radiação não ionizante. Podendo ainda ser difratado através de um cristal e dividido em diversos espectros de onda. Sensores (Foto transistores ou foto diodos) captam uma ou algumas faixas de espectro, e são amplificados e digitalizados, formando imagens. Esse último processo (difração de raios X, por cristais) é comumente utilizado em equipamentos de inspeção de bagagens e cargas. Embora os raios X sejam invisíveis, é possível ver a ionização das moléculas de ar, se a intensidade do feixe de raio X for elevada o suficiente. A linha de luz a partir do wiggler at the ID11 at the European Synchrotron Radiation Facility é um exemplo desse tipo de alta intensidade.^[3]

Espectro Contínuo[editar | editar código-fonte]

Desaceleração de um Electrão por um Núcleo Positivamente Carregado.

Quando os electrões acelerados (raios catódicos) chocam o alvo de metal, eles colidem com electrões no alvo.

Em tal colisão, parte do impulso de electrão incidente é transferido para o átomo do material alvo, perdendo, assim, sua energia cinética, ΔK. Essa interação dá origem ao aquecimento do alvo.^[4]

O electrão projétil pode evitar os electrões orbitais do elemento de alvo, mas pode chegar suficientemente perto do núcleo do átomo e ficar sob sua influência. O elétron projétil que estamos a controlar, está agora além da camada-K e está bem dentro da influência do núcleo.

O electrão está agora sob a influência de duas forças, ou seja, a força de Coulomb atraente e uma força mais intensa, força nuclear. O efeito das duas forças sobre o electrão é torná-lo lento ou desacelerá-lo.

O electrão deixa a região da esfera de influência do núcleo com a energia cinética reduzida e sai fora em uma direção diferente, porque o vector velocidade foi alterado. A perda em energia cinética reaparece como um fotão de raios-X, conforme ilustrado na Figura ao lado.

Durante a desaceleração, o electrão irradia um fotão de raios-X de energia

${\displaystyle hv=\Delta K=K_{i}-K_{f}}$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

A energia perdida por electrões incidentes não é a mesma para todos os electrões e assim os fotões de raios-X emitidos não têm o mesmo comprimento de onda.

Este processo de emissão de fotão de raios-X através de desaceleração é chamado Bremsstrahlung e o espectro resultante é contínuo, mas com um comprimento de onda de corte bem definido.

O comprimento de onda mínimo, que corresponde a um electrão incidente, perde toda a sua energia em uma única colisão, irradiando-a como um único fotão.

Se K é a energia cinética do electrão incidente, então

${\displaystyle K=hv={\frac {hc}{\lambda {\text{min}}}}}$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

O comprimento de onda de corte depende unicamente da tensão de aceleração.

${\displaystyle hv_{\text{máx}}={\frac {hc}{\lambda {\text{min}}}}=eV}$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

de V é a tensão aceleradora.

Espectro de Raio-X Característico[editar | editar código-fonte]

Transições de Raio-X sem a estrutura fina.

Por causa da elevada tensão aceleradora, os electrões incidentes podem (i) excitar electrões nos átomos do alvo; (ii) ejetar electrões rigidamente ligados aos núcleos dos átomos.

A excitação dos electrões dará origem à emissão de fotões da região óptica do espectro electromagnético. No entanto, quando electrões mais próximos do núcleo são ejectados, o preenchimento subsequente dos estados vagos dá origem a radiação emitida na região de raios-X do espectro electromagnético. Os electrões mais internos poderiam ser das camadas K-, L- ou M.

Se electrões da camada K (n = 1) são removidos, electrões idos dos estados de energia superiores a cair nos estados da camada K vagos, produzem uma série de linhas denotadas como ${\displaystyle K_{\alpha },K_{\beta },...}$ como é mostrado na figura ao lado.

Transições para a camada L resultam na série L e aqueles para a camada M dão origem à série M e assim por diante.

Dado que electrões orbitais têm níveis de energia definidos, os fotões de raios-X emitidos também têm energias bem definidas. O espectro de emissão tem linhas nítidas características do elemento do alvo.

Após uma investigação bem apurada das linhas de raios-X das séries L, M acima, torna-se evidente que as linhas são compostas de um número de linhas mais próximas umas das outras, desdobradas pela interação spin-órbita.

Nem todas as transições são permitidas. São permitidas apenas as transições que satisfaçam a seguinte regra de seleção:

${\displaystyle \Delta l=\pm 1}$

A Relação de Moseley[editar | editar código-fonte]

A partir de um experimento, Henry Moseley foi capaz de mostrar que as frequências de raios-X característico aumentam regularmente com número atómico Z, satisfazendo a relação

${\displaystyle \nu ^{\frac {1}{2}}=A(Z-Z_{o})}$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

onde Z é o número atómico do material do alvo e A e ${\displaystyle Z{_{0}}}$ são constantes que dependem da transição específica que está sendo observada. O termo ${\displaystyle (Z-Z_{o})}$ é chamado a carga nuclear efetiva como visto pelos electrões, fazendo a transição para uma determinada o camada.

A frequência da linha Kα pode ser calculada aproximadamente, usando a teoria atómica de Bohr. O comprimento de onda de linhas emitidas pelos átomos hidrogenóides é dado pela fórmula de Rydberg.

${\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}=RZ^{2}{\Bigg (}{\frac {1}{n_{l^{2}}-n_{u^{2}}}}{\Bigg )}}$ (K)

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

Onde ${\displaystyle n_{u}}$ e ${\displaystyle n_{l}}$ são os números quânticos principais dos estados superior e inferior da transição, Z é o número atómico de um átomo com um electrão.

Para a linha Kα a carga efetiva é ${\displaystyle (Z-1),n_{l}=1\;n_{u}=2}$

de modo que a equação (K) se torna,

${\displaystyle \nu _{K_{\alpha }}={\frac {c}{\lambda }}=cR(Z-1)^{2}{\Bigg (}{\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{2^{2}}}{\Bigg )}}$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

${\displaystyle \nu _{K_{\alpha }}={\frac {3cR}{4}}(Z-1)^{2}}$ (Z)

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

O gráfico de ${\displaystyle \nu _{K\alpha ^{\frac {1}{2}}}}$ versus Z produz uma linha reta. A Equação (Z) é uma outra maneira de expressar a relação de Moseley.

Difração[editar | editar código-fonte]

Difracção de Raios-X a partir de planos atómicos

O plano de átomos num cristal, também chamado de plano de Bragg, reflete a radiação de raios-X de raio X exatamente da mesma forma que a luz é refletida de um espelho plano, conforme é ilustrado na ao lado.

Reflexão de planos sucessivos pode interferir construtivamente se a diferença de caminho entre dois raios é igual a um número inteiro de comprimentos de onda. Esta afirmação é chamada de lei de Bragg.

A partir da Figura, notamos que

${\displaystyle AB=2.d.\operatorname {sen} \theta }$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

de modo que pela lei de Bragg, temos

${\displaystyle 2.d.\operatorname {sen} \theta =n.\lambda }$

X

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE  INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.  E DE ESTADOS TRANSICIONAIS

onde na prática, é normal assumir a difração da primeira ordem, de modo n = 1. Um determinado conjunto de planos atómicos dá origem a uma reflexão em um ângulo, visto como um ponto ou um anel num padrão de difração também chamado de difratograma.

Variando o ângulo teta, as condições da lei de Bragg são satisfeitas por espaçamentos diferentes d em materiais policristalino. Traçando as posições angulares e intensidades dos picos da radiação difratada, a resultante produz um padrão que é característica da amostra. Sempre que houver uma mistura de diferentes fases, o difractograma resultante é formado pela adição dos padrões individuais.

Com base no princípio da difração de raios-X, podem ser obtidas muitas informações estruturais, físicas e químicas sobre o material investigado. Uma série de técnicas de aplicação para várias classes de materiais está disponível, cada um revelando seus próprios detalhes específicos da amostra estudada.

O Efeito Kerr ou o efeito electro-óptico quadrático é uma mudança no índice de refração de um material em resposta à intensidade de um campo eléctrico. É distinto do Efeito Pockels no qual a mudança de índice é diretamente proporcional ao quadrado do campo eléctrico ao invés de proporcional à magnitude do campo. Todos os materiais apresentam o efeito Kerr, mas certos líquidos apresentam um efeito maior.

O efeito Kerr electro-óptico, ou efeito Kerr CC é aquele onde acontece do campo elétrico ser de lenta variação temporal resultado de um campo externo aplicado, por exemplo, por um par de eletrodos em volta do material fornecendo uma diferença de potencial. Este é usado em células de Kerr, as quais, em associação com polarizadores, são usados para modular a intensidade da luz para aplicações em telecomunicação.

O efeito Kerr óptico, ou efeito Kerr CA é o caso especial no qual o campo elétrico é devido à própria luz, e somente se manifesta com raios de intensidade muito alta tais como aqueles oriundos de um laser. O quadrado do campo elétrico produz um índice de refração lentamente variável o qual então age sobre a própria luz. Esta dependência da intensidade é responsável pelos efeitos ópticos não lineares da auto-focalização e da auto modulação de fase, e esta é a base para lentes de Kerr travadas por modulação.

O efeito Kerr foi descoberto em 1875 pelo físico escocês John Kerr.^[1]

Teoria[editar | editar código-fonte]

Efeito Kerr CC[editar | editar código-fonte]

Para um material não linear, o campo de polarização elétrica P dependerá do campo elétrico E:

${\displaystyle \mathbf {P} =\varepsilon _{0}\chi ^{(1)}\mathbf {E} +\varepsilon _{0}\chi ^{(2)}\mathbf {EE} +\varepsilon _{0}\chi ^{(3)}\mathbf {EEE} +\dots }$

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onde ε₀ é a permissividade no vácuo e χ⁽ⁿ⁾ é o componente de n-ésima ordem do campo da susceptibilidade elétrica do meio. Para um meio linear, somente o primeiro termo desta equação é relevante e a polarização varia linearmente com o campo elétrico.

Para materiais exibindo um efeito Kerr não desprezível, o terceiro termo , χ⁽³⁾ é relevante. Considere o campo elétrico líquido E produzido por uma onda luminosa de freqüência ω associado com um campo elétrico externo E₀:

${\displaystyle \mathbf {E} =\mathbf {E} _{0}+\mathbf {E} _{\omega }\cos(\omega t),}$

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onde E_ω é a amplitude vetorial da onda.

Combinando-se estas duas equações produz-se uma expressão complexa para P. Para o efeito Kerr CC, pode-se desprezar todos os termos exceto os termos linear e aqueles em ${\displaystyle \chi ^{(3)}|\mathbf {E} _{0}|^{2}\mathbf {E} _{\omega }}$:

${\displaystyle \mathbf {P} \simeq \varepsilon _{0}\left(\chi ^{(1)}+3\chi ^{(3)}|\mathbf {E} _{0}|^{2}\right)\mathbf {E} _{\omega }\cos(\omega t),}$

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a qual é similar à relação linear entre polarização e o campo elétrico de uma onda, com um termo de susceptibilidade adicional não-linear proporcional ao quadrado da amplitude do campo elétrico.

Para um meio não simétrico (p.ex. líquidos), esta mudança induzida de susceptibilidade produz uma mudança de índice de refração na direção do campo elétrico:

${\displaystyle \Delta n=\lambda _{0}K|\mathbf {E} _{0}|^{2},}$

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onde λ₀ é o comprimento de onda do vácuo e K é a constante de Kerr para o meio. O campo aplicado induz birrefringencia no meio na direção do campo. Uma célula de Kerr com um campo aplicado transversal pode portanto actuar como uma placa de onda chaveável, girando o plano de polarização de uma onda que a atravessa. Em uma combinação com polarizadores, pode ser usado como um obturador (“shutter”) ou um modulador.

Os valores de K dependem do meio e são cerca de 9.4×10^-14 m V^-2 para a água, e 4.4×10^-12 m V^-2 para o nitrobenzeno.

Para cristais, a susceptibilidade do meio em geral deve ser um tensor, e o efeito Kerr produz uma modificação neste tensor.

Efeito Kerr CA[editar | editar código-fonte]

No efeito Kerr óptico (ou efeito Kerr CA), um raio intenso de luz em um meio pode prover a si mesmo o campo elétrico modulante, sem a necessidade de um campo elétrico externo a ser aplicado. Neste caso, o campo elétrico é dado por:

${\displaystyle \mathbf {E} =\mathbf {E} _{\omega }\cos(\omega t),}$

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onde E_ω é a amplitude da onda, como antes.

Combinando esta com a equação da polarização, e tomando somente termos lineares e aqueles em χ⁽³⁾|E_ω|³:

${\displaystyle \mathbf {P} \simeq \varepsilon _{0}\left(\chi ^{(1)}+{\frac {3}{4}}\chi ^{(3)}|\mathbf {E} _{\omega }|^{2}\right)\mathbf {E} _{\omega }\cos(\omega t).}$

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Como antes, esta se assemelha à susceptibilidade linear com um termo não-linear adicional:

${\displaystyle \chi =\chi _{\mathrm {LIN} }+\chi _{\mathrm {NL} }=\chi ^{(1)}+{\frac {3\chi ^{(3)}}{4}}|\mathbf {E} _{\omega }|^{2},}$

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e desde que:

${\displaystyle n=(1+\chi )^{1/2}=\left(1+\chi _{\mathrm {LIN} }+\chi _{\mathrm {NL} }\right)^{1/2}\simeq n_{0}\left(1+{\frac {1}{2{n_{0}}^{2}}}\chi _{\mathrm {NL} }\right)}$

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onde n₀=(1+χ_LIN)^1/2 é o índice de refração linear. Usando uma Série de Taylor já que χ_NL << n₀², esta dá um índice de refração dependente da intensidade (IRDI; em Inglês IDRI) de:

${\displaystyle n=n_{0}+{\frac {3\chi ^{(3)}}{8n_{0}}}|\mathbf {E} _{\omega }|^{2}=n_{0}+n_{2}I}$

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onde n₂ é o índice de refração de segunda ordem não linear, e I é a intensidade da onda. A mudança do índice de refração é portanto proporcional à intensidade da luz atravessando o meio.

Os valores de n₂ são relativamente pequenos para a maioria de materiais, da ordem de 10^-20 m² W^-1 para vidros típicos. Portanto as intensidades do raio (radiâncias) da ordem de 1 GW cm^-2 (tais como as produzidas por lasers) são necessárias para produzir variações significativas no índice de refração via o efeito Kerr CA.

O efeito Kerr óptico se manifesta temporalmente como uma auto modulação de fase, um deslocamento de fase e freqüência auto-induzido de um pulso de luz ao atravessar o meio. Este processo, junto com a dispersão, pode produzir solitons (solitões em Portugal) ópticos.

Espacialmente, um raio intenso de luz em um meio produzirá uma mudança no índice de refração do meio que mimetiza o padrão de intensidade tranversa do raio. Por exemplo, um raio gaussiano resulta em um perfil de índice gaussiano, similar ao de uma lente de gradiente de índice. Isto determina o raio a focalizar a si mesmo, um fenômeno conhecido como autofocalização.

Denomina-se espalhamento o processo físico em que determinada forma de energia (radiação eletromagnética, partículas em movimento ou som) ao se propagar em uma trajetória linear sofre uma alteração de caminho devido às interações com o meio pelo qual atravessam. O espalhamento também inclui o desvio da radiação por reflexão. Reflexões que sofrem espalhamento são freqüentemente chamadas de reflexões difusas e reflexões especulares (semelhantes a espelhos).

Diagrama de Feynman da dispersão entre dois elétrons pela emissão de um fóton virtual.^[2]

No caso de espalhamento de partículas, é resultado de colisões entre moléculas, átomos, elétrons, fótons e outras partículas. Exemplos incluem: dispersão de raios cósmicos na atmosfera superior da Terra; colisões de partículas dentro de aceleradores de partículas; espalhamento de elétrons por átomos de gás em lâmpadas fluorescentes; e espalhamento de nêutrons dentro de reatores nucleares.

No meio de propagação, os tipos de não uniformidade que podem causar espalhamento, às vezes conhecidos como dispersores ou centros de dispersão, são numerosos demais para serem listados, mas uma pequena amostra inclui partículas, bolhas, gotículas, flutuações de densidade em fluidos, cristalitos em sólidos policristalinos, defeitos em sólidos monocristalinos rugosidade superficial, células em organismos e fibras têxteis em roupas. Os efeitos de tais características no caminho de quase qualquer tipo de onda de propagação ou partícula móvel podem ser descritos na estrutura da teoria de espalhamento.

Algumas áreas onde o espalhamento e a teoria de espalhamento são significativas incluem sensoriamento por radar, ultrassom médico, inspeção de wafer semicondutor, monitoramento de processo de polimerização, revestimento acústico, comunicações de espaço livre e imagens geradas por computador. A teoria da dispersão de partícula-partícula é importante em áreas como física de partículas, física atômica, molecular e óptica, física nuclear e astrofísica.

Espalhamento simples e múltiplo[editar | editar código-fonte]

Quando a radiação é apenas espalhada por um centro de dispersão localizado, isso é chamado de espalhamento único. É muito comum que os centros de dispersão sejam agrupados; nesses casos, a radiação pode se espalhar muitas vezes, no que é conhecido como espalhamento múltipla. A principal diferença entre os efeitos do espalhamento simples e múltiplo é que o primeiro pode ser tratado como um fenômeno aleatório e o segundo pode ser modelado como um processo mais determinístico onde os resultados combinados de um grande número de eventos de dispersão tendem a uma média. O espalhamento múltiplo pode, portanto, ser bem modelado com a teoria de espalhamento.

Como a localização de um único centro de dispersão geralmente não é bem conhecida em relação ao caminho da radiação, o resultado, que tende a depender fortemente da trajetória exata de entrada, parece aleatório para um observador. Este tipo de espalhamento seria exemplificado por um elétron sendo disparado em um núcleo atômico. Neste caso, a posição exata do átomo em relação ao caminho do elétron é desconhecida e seria imensurável, então a trajetória exata do elétron após a colisão não pode ser prevista. O espalhamento único é, portanto, freqüentemente descrito por distribuições de probabilidade.

A luz zodiacal é um brilho fraco e difuso, visível no céu noturno. O fenômeno deriva da dispersão da luz solar pela poeira interplanetária espalhada pelo plano do Sistema Solar.^[3]

Com o espalhamento múltiplo, a aleatoriedade da interação tende a ser calculada através do grande número de eventos de espalhamento, de modo que o caminho final da radiação parece ser uma distribuição determinística da intensidade. Isto é exemplificado por um feixe de luz que passa através da névoa espessa. O espalhamento múltiplo é altamente análogo à difusão, e os termos dispersão e difusão múltipla são intercambiáveis ​​em muitos contextos. Elementos ópticos projetados para produzir dispersão múltipla são, portanto, conhecidos como difusores.

Nem todo espalhamento único é aleatório. Um feixe de laser bem controlado pode ser posicionado exatamente para dispersar uma partícula microscópica com um resultado determinístico, por exemplo. Tais situações também são encontradas na dispersão de radar, onde os alvos tendem a ser objetos macroscópicos, como pessoas ou aeronaves.

Da mesma forma, o espalhamento múltiplo às vezes pode ter resultados aleatórios, particularmente com radiação coerente. As flutuações aleatórias na intensidade dispersa da radiação coerente são chamadas de speckles. O speckle também ocorre se várias partes de uma onda coerente se espalham de diferentes centros. Em certas circunstâncias raras, o espalhamento múltiplo pode envolver apenas um pequeno número de interações, de modo que a aleatoriedade não seja completamente calculada. Estes sistemas são considerados alguns dos mais difíceis de modelar com precisão.

A descrição do espalhamento e a distinção entre espalhamento único e múltiplo estão intimamente relacionados à dualidade onda-partícula.

Teoria de espalhamento[editar | editar código-fonte]

Artigo principal: Teoria de espalhamento

A teoria da dispersão ou espalhamento é uma estrutura para estudar e compreender a dispersão de ondas e partículas. Prosaicamente, o espalhamento de onda corresponde à colisão e dispersão de uma onda com algum objeto material, por exemplo, a luz solar espalhada pelas gotas de chuva para formar um arco-íris. A dispersão também inclui a interação de bolas de bilhar em uma mesa, o espalhamento de Rutherford (ou mudança de ângulo) de partículas alfa por núcleos de ouro, o espalhamento de Bragg (ou difração de elétrons) e raios X por um aglomerado de átomos e o espalhamento inelástico de um fragmento de fissão ao atravessar uma folha fina. Mais precisamente, o espalhamento consiste no estudo de como soluções de equações diferenciais parciais, propagando-se livremente "no passado distante", se juntam e interagem umas com as outras ou com uma condição de contorno, e então se propagam "para o futuro distante".

Coeficiente de espalhamento[editar | editar código-fonte]

O coeficiente de espalhamento μ_s [cm^-1] descreve um meio que contém muitas partículas espalhadoras em uma concentração descrita por uma densidade volumétrica ρ [cm³]; o coeficiente de espalhamento é essencialmente a seção de choque σ_s por unidade de volume do meio.^[4][5]

${\displaystyle \mu _{s}=\left({\frac {\sigma _{s}}{\rho }}\right)}$

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O recíproco do coeficiente de espalhamento pode ser entendido como a distancia média que a partícula viaja antes de interagir com o meio, ou seja, ser espalhado.