01/06/2011 - Oficina Arduíno

 Arduino é uma plataforma de hardware livre, baseado em microprocessador de código aberto, uma placa física em código aberto baseada em um circuito de entradas/saídas simples, e linguagem de programação padrão, que é essencialmente C/C++, sendo uma plataforma completamente personalizável já que todo o seu projeto é aberto aos usuários.

Esse é o primeiro parágrafo da apostila Oficina Arduino, de autoria do estudante Eduardo Silva Damasceno (2º ano do curso Ciência da Computação da PUC-SP), que juntamente com a Professora Marisa Cavalcante ministrou a aula que tivemos nesta data.
Faz parte do projeto do nosso grupo construir um Espectrômetro, portanto é importante aprendermos a lidar com esse microprocessador. 

Após as explicações começamos a parte experimental fazendo ligações de resistores e leds e programando o dispositivo para simular um "pisca-pisca". Foi apenas uma primeira tarefa (muito divertida) para nos familiarizarmos com os procedimentos; outras mais complexas serão realizadas nas próximas reuniões.

Para conhecer mais sobre o assunto, acesse o site (em Inglês):

http://www.arduino.cc/ 

Duas páginas interessantes, em Português, são estas: 

http://webinsider.uol.com.br/2011/03/21/arduino/

http://pt.wikipedia.org/wiki/Arduino

25/05/2011 - Fotografando espectros

A atividade de hoje foi fotografar espectros conhecidos. Utilizamos uma lâmpada de Hidrogênio e outra de Hélio. Essas lâmpadas contêm gás a baixa pressão; ao serem ligadas, a alta voltagem produz excitações eletrônicas e ionizações. A luz que se enxerga (e também a luz que não se enxerga) é simplesmente a energia emitida nos processos de desexcitação eletrônica e de recaptura dos elétrons ionizados. Os valores dessas energias têm a ver com a configuração dos orbitais eletrônicos desses átomos. Por isso, analisando a luz emitida pelos gases (e por muitas outras substâncias) podemos ter idéia de como é a eletrosfera dos átomos que os constituem. Essa é uma das aplicações da Espectrometria.
Como estamos aprendendo os fundamentos desse tema da Física, realizamos a atividade com o propósito de registrar as linhas luminosas (visíveis) e depois fazer uma análise quantitativa por meio do aplicativo Tracker.
A seguir, dois exemplos das imagens obtidas:

Espectro do Hidrogênio

Espectro do Hélio

A faixa luminosa central, mais forte, é a própria lâmpada. As faixas laterais são as raias espectrais resultantes da difração (ocorrida na rede de difração colocada bem diante da câmara fotográfica).
Ainda não terminamos a análise. Quando terminarmos, mostraremos as conclusões aqui mesmo nesta postagem.

18/05/2011 - Analisando o nosso Espectro Solar

Escolhemos, para analisar, uma das fotos do espectro solar obtidas com o nosso espectroscópio. A imagem recortada ficou assim:

O cálculo dos comprimentos de onda λ referentes a cada cor depende do ângulo θ entre a direção de incidência da luz solar sobre a rede de difração, e a direção de projeção das respectivas manchas luminosas sobre o anteparo (que neste caso é o papel milimetrado). A expressão matemática é  λ = d . sen θ  (onde d é a constante da rede de difração).
Sendo essa a maior fonte de incerteza do nosso experimento, resolvemos fazer uma "calibração" utilizando um espectro medido com precisão (clique na figura para ampliar):

Invertemos horizontalmente a imagem recortada e a comparamos com o espectro solar publicado no site da Encyclopaedia Britannica. Por meio de um aplicativo de análise de cores verificamos que os amarelos das duas figuras coincidem exatamente, então usamos esse comprimento de onda (570 nanômetros) para descobrir o cateto oposto Δx. Já que conhecemos o cateto adjacente D, que é a distância da rede de difração até o anteparo, fica fácil calcular o sen θ. A partir da expressão mostrada acima para λ, deduzimos:

Lembremos que foi usado um recorte de CD como rede, sendo d = (1/600) mm, ou seja, valor nominal de 600 sulcos por mm, e D = 120 mm.
Fazendo essa conta descobrimos que o Δx referente ao centróide da mancha amarela era 43,7 mm; por comparação com essa posição estabelecemos os Δx referentes às outras manchas. Pudemos então calcular os respectivos sen θ e em seguida os λs das demais cores.
Abaixo estão os resultados obtidos e suas comparações com o espectro padrão:

Vermelho: λ = 654 nm  (espectro padrão: 650 nm)

Verde: λ = 512 nm (espectro padrão: 510 nm)

Azul: λ = 481 nm (espectro padrão: 475 nm) 

Violeta: λ = 413 nm (espectro padrão: 400 nm)

Vemos que nos dois primeiros casos os valores praticamente coincidiram, e que há discrepâncias nos dois últimos. Pode-se compreender a diferença entre os valores da cor azul porque no nosso espectro não foi possível localizar uma tonalidade pura, sendo que a mais próxima possível é um tanto esverdeada. O violeta ficou entre o índigo padrão (445 nm) e o violeta padrão (400 nm); atribuímos esse fato à tonalidade da mancha luminosa analisada. Quanto à cor índigo, não conseguimos identificá-la no espectro estudado.
Apesar dessas ressalvas consideramos bastante satisfatório o resultado do experimento, dada a simplicidade do nosso espectroscópio manual.

11/05/2011 - NOVIDADES

Embora tenha passado bastante tempo desde a última postagem, o nosso grupo tem estado sempre ativo.
Este ano foi iniciado com um curso sobre Óptica Física (Difração e Interferência) ministrado pela professora Marisa Cavalcante. As aulas têm ocorrido às quartas-feiras, contando com parte teórica e experimental.

No dia 04 de maio construímos um espectroscópio manual. Quem quiser construir o seu, clique neste link e veja como é fácil e divertido:

Espectroscópio Manual

Abaixo está uma foto do nosso:

Utilizando esse espectroscópio pudemos observar o espectro solar. Eis duas imagens obtidas:

Além das atividades sobre Espectroscopia Óptica o grupo também está interessado nos rumos do nosso projeto original. Nesta semana aconteceu uma reunião na nossa escola e várias idéias foram discutidas.

Algumas sugestões se revelaram muito criativas. Trabalharemos com empenho para implementá-las.