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Thomas Braun, 18/02/2014 22:53


Wiki

Espaço para documentação das experiências de montagem e aplicações do Espectrômetro do Public Laboratory for Open Technology and Science.

A proposta em si, é formada pela compreensão de conceitos físicos que regem o fenômeno eletromagnético referido, trazer praticamente como elaborar de uma maneira eficaz experimentos envolvendo a luz, através do espectrômetro e principalmente ser espaço de partilha dos erros e acertos, visando um aprimoramento nessa ferramenta.

Princípios Físicos

ENERGIA

Conceituar energia é algo amplamente intuitivo, tendo em que vista que não há uma definição clara para esse fenômeno. Mais fácil do que definir energia, é percebê-la, no cotidiano. Ela é perceptível em vários momentos como a luz que emana da chama da vela, no movimento, nas transformações que ocorrem na matéria, em geral. O próprio corpo humano, da mesma maneira que gasta energia para manter seu metabolismo ativo, pode detectá-la de diversas formas. Sendo através do arco-íris, percebendo o espectro da luz visível, seja por uma queimadura ao longo do veraneio pela exposição aos raios ultravioleta, em uma festa ouvindo música, através das ondas sonoras. Mas ao mesmo tempo, em alguns casos, podemos não percebê-la, o que acontece quando fazemos uma exame de raio-x e não percebemos essa onda, ou então, as diversas ondas de rádio emitidas pelos celulares, por exemplo.
A energia se manifesta das mais diversas formas, através de vibrações. E o que as difere, é quão rápido o ciclo de vibrações se apresenta, a sua frequência em número de ciclos por segundo.

FREQUÊNCIA

O gráfico abaixo mostra as relações entre freqüência, comprimento de onda e o tipo de energia definida dentro do espectro eletromagnético. A pequena fração do que o espectro que abrange a luz visível e quase visível é de particular interesse porque a visão é tão importante para nossas vidas. Essa faixa de frequência da luz, do ultravioleta ao infravermelho é chamado de espectro visível. Enquanto a energia da luz ultravioleta tem uma freqüência maior do que a luz infravermelha, toda a luz viaja a mesma velocidade no vácuo (~ 300 milhões de metros/segundo).Sim, a velocidade da luz muda quando entra em vidro, mas esse será um assunto posterior.

[Nota técnica: A energia da luz é referenciada tanto como partícula (fóton) e uma onda (sem massa) e ambos têm significado, mas em contextos diferentes. Para discussões sobre luz cores, comprimentos de onda e espectrômetros, vamos nos referir a luz como uma onda. ]


Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Espectro_Eletromagn%C3%A9tico.png

COMPRIMENTO DE ONDA

Uma vez que a energia da luz viaja a uma velocidade fixa, também está vibrando em certa frequência. A distância da ondulação de uma onda de energia para a próxima está diretamente relacionada com a freqüência. Quando você joga uma pedra em um lago, você pode ver as ondas de energia a partir do seixo e você pode ver a distância entre elas que permanecem mais ou menos a mesma que elas se movem. Para simplificar, se assumirmos que as ondulações em uma lagoa sempre viajam com a mesma velocidade, como a velocidade da luz como é uma constante, quanto mais perto as ondulações estão juntas, maior é a freqüência. Isto significa que nós podemos falar sobre um ou outro, a freqüência ou o comprimento de onda da energia luminosa, pois estão diretamente relacionados.


Fonte: http://images.melhortvlcd.com.br/images/2011/07/frequencia1.jpg

[Nota técnica: Freqüência (f), comprimento de onda (λ) e velocidade (c) estão relacionadas pela expressão f x λ= c. Frequência tem unidades de oscilações por unidades de tempo. O número de oscilações é uma contagem, um número puro, sem unidades. Tempo geralmente é medido em segundo, então, as unidades de freqüência são /s (por segundo). As unidades de comprimento de onda são de comprimento ou distância, geralmente medido em metros (m) de modo que as unidades de lambda são metros (m). Multiplicando os dois juntos produz unidades de m/s, que são unidades de velocidade.]

VISÃO HUMANA

Nossos olhos detectam apenas o espectro de luz visível, desde os vermelhos profundos logo acima do infravermelho até os violetas profundos, logo abaixo do ultravioleta. A maioria de nós pode detectar do vermelho ao azul (exceto para aqueles com alguma deficiência de cor) e podemos detectar vários tons de cores e algumas intensidade da cor. No entanto, não são muito hábeis em medição de cor ou cor intensidades. Na verdade, nossos cérebros são parte do nosso sistema visual, e nós podemos ser facilmente enganado em ver cores que não estão realmente lá. Ah, mas se pudéssemos! Isso poderia ser divertido e agora você pode - indiretamente - através de um espectrômetro.


Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/203/imagens/Imagem4a.gif

ESPECTRÔMETRO

O espectrômetro é um aparelho óptico utilizado para medir e estudar a composição e as propriedades da luz (ou mais concretamente da radiação electromagnética) em uma faixa do espectro eletromagnético.
Esse instrumento é composto basicamente por uma rede de difração ou prisma que separa a radiação em seus comprimentos de onda, ou seja, a luz incidente sobre a abertura do aparelho se divida em feixes de ondas monocromáticos; e por um captador, que são sensores fotovoltaicos, onde os feixes incidem.
O espectrometro possibilita a nálise da intensidade luminosa de cada comprimento de onda que existe na composição de nosso feixe incidente. Através desse, podemos caracterizar os materiais de acordo com algumas características como, por exemplo, fluorescência, absorção luminosa, entre outros.

Dificuldades de Montagem