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Posts Tagged ‘Albert Einstein’

efeito fotoelétrico

O efeito fotoelétrico foi observado pela primeira vez em 1887 por Heinrich Hertz, apesar disso, o primeiro ser humano a conseguir dar uma explicação satisfatória para esse efeito foi Albert Einstein em 1905, trabalho que contribui também para o prémio Nobel da Física em 1921.

Todos os eletrões de um átomo possuem um valor de energia necessária para ser removido. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de eletrões por parte de átomos quando sobre eles incide uma radiação eletromagnética (por exemplo, a luz) com energia igual ou superior à energia de remoção desse metal. A maior dúvida sobre este efeito era quando se aumentava a intensidade dos fotões: não retirava os eletrões do metal com maior energia cinética, mas o aumento da intensidade da radiação eletromagnética causava o aumento do número de fotões incidentes, o que por sua vez provocava o crescimento do número de eletrões ejetados.

clique para aceder a um simulador do efeito

O descobrimento do efeito fotoelétrico possibilitou ao ser humano variadas aplicações como, por exemplo, sistemas de alarme que ligam e desligam automaticamente, controles remotos, portas e luzes automáticas, que são ativadas ou não conforme se incide a luz.

É necessário perceber também como funciona o efeito fotoelétrico nestas aplicações. Estas aplicações funcionam através de uma célula fotoelétrica, que é um dispositivo que possue a capacidade de transformar a energia luminosa em energia elétrica. Esta célula pode funcionar como um sensor capaz de medir a intensidade luminosa, como no caso da utilização em centros comerciais.

Cláudio Zacarias,  12ºC

foto daqui

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Na sequência da palestra organizada pela BE em articulação com alguns docentes da área das Ciências para alunos dessa mesma área, com o intuito de dar algum dinamismo à leitura de obras de divulgação científica, os alunos do 11ºB produziram artigos críticos no âmbito das actividades da disciplina de português, em que comentaram obras  nessa linha temática, da sua preferência.
Após a publicação no Moodle da disciplina de 21 trabalhos que foram submetidos à votação dos próprios alunos, iniciamos agora a publicação dos mais votados, por ordem de preferência.

DEUS,  Jorge Dias de, Viagens no Espaço-Tempo, Gradiva, Colecção Ciência Aberta, 1998

Jorge Dias de Deus é um professor de Física no Instituto Superior Técnico e físico teórico. Apesar de possuir um extenso trabalho em investigação na área que lecciona, que se pode observar em diversos artigos publicados a nível nacional e internacional, tem sido um divulgador da ciência e das tecnologias no geral.

Isto leva-o a indicar no prefácio de Viagens no Espaço-Tempo que, apesar da ideia da realização deste livro ter partido da editora (Gradiva),  ele considerar a relatividade (tema fundamental de todo o livro) como um tema importante a abordar e divulgar visto que Segundo parece, a física do século XIX é suficiente para a educação científica dos estudantes portugueses neste entrada do século XXI!. Assim, demonstrando a sua indignação face ao actual programa escolar de física, que considera insuficiente, introduz o tema da relatividade como um importante tema na comunidade científica actual.

Como referi, o tema do livro não se debruça unicamente sobre hipotéticas viagens espácio-temporais como se poderia deduzir pelo título. Este é apenas um pretexto para introduzir a tão aclamada teoria da relatividade apresentada por Einstein. No entanto não é um livro que trate unicamente relatividade e Einstein, visto que o objectivo desta obra é de compreensão da relatividade e não da história por detrás desta.

O autor começa por introduzir conceitos básicos acerca das noções de espaço e de tempo: no quadro da teoria da relatividade, o espaço e o tempo são entidades concretas interrelacionadas, com existência física própria, noções que poderão ser um tanto ou quanto confusas visto que contradizem a noção de espaço-tempo que habitualmente possuímos. E, a partir daqui, toda esta temática se entende, pois, começando por introduzir conceitos básicos (como a noção de espaço-tempo) acaba por abordar/explicitar os grandes paradigmas científicos relacionados com a relatividade. Para a compreensão da relatividade, este livro aborda também as noções de referencial acelerado e de inércia.

Depois de fazer a referência às noções básicas, são enunciados e explicitados os princípios da relatividade (As leis da física devem ser as mesmas em todos os referenciais de inércia; A velocidade da luz no vácuo é constante independentemente da velocidade do observador); as alterações no espaço e no tempo; a conservação de energia; a relatividade restrita e a relatividade geral.

Após a leitura dos primeiros capítulos obtém-se uma visão sobre o que é a relatividade e, já nos últimos capítulos, encontra-se uma componente mais prática/demonstrativa em relação aos fenómenos descritos ao longo da obra, isto é, os testes que comprovam a relatividade associada ao espaço e ao tempo, como o “Paradoxo dos gémeos”, a deflexão da luz, a rotação da órbita de mercúrio e a (hipotética) existência de buracos negros.

No último capítulo, em que finalmente se tem uma ideia formada acerca da relatividade, é que é então abordada a questão das viagens no tempo, havendo referência a taquiões, a teoria do universo em rotação e dos wormholes (túneis no espaço-tempo).

Viagens no Espaço-Tempo é precisamente o que se poderá caracterizar como um livro “puro” de divulgação científica, visto que não apresenta qualquer tipo de enredo ou história que o estruture, apresenta apenas de maneira ordenada os conceitos necessários para a compreensão da relatividade, sendo por isso uma obra muito esclarecedora para qualquer curioso que tenha dúvidas em relação a esta temática. O tipo de linguagem utilizada é simples e de fácil entendimento (exceptuando certas referências científicas que implicam que se esteja, de certo modo ligado, ao paradigma científico), no entanto, a simplicidade da linguagem deixa um pouco a desejar quanto a certos termos utilizados (como espatifar-se, por exemplo) que contrastam com termos mais científicos.

Apesar de ser uma obra muito esclarecedora quanto às bases da relatividade, é necessário encarar a leitura com flexibilidade mental e “espírito aberto”, visto que há raciocínios que vão contra percepções que possuímos da realidade, e diversas explicações são comprovadas através de cálculos que envolvem fórmulas físicas. É por isso um livro mais aconselhável a quem esteja minimamente familiarizado com esta área científica. Não obstante, qualquer outra pessoa poderá ficar esclarecida (sem ter qualquer tipo de bases acerca de física) desde que se predisponha a seguir os raciocínios expostos.

É uma obra breve que, a meu ver, cumpre tudo aquilo a que se propõe, visto que explica sucintamente uma teoria complexa como a da relatividade, possuindo ainda outra característica interessante:  pequenos resumos no final de cada capítulo, que permitem a assimilação das ideias chave, garantindo uma coesão no raciocínio requerido para a compreensão do livro.

É de destacar que são apenas apresentadas ideias básicas, não sendo apropriado para um estudo intensivo da teoria em questão. Também é interessante o facto da sua conclusão deixar em aberto questões face à teoria da relatividade e, como todo o bom livro de divulgação cientifica, destacar a evolução da ciência não (im)pondo um “ponto final” nas questões abordadas. Decerto uma das melhores, mais simples e resumidas obras acerca da relatividade.

Diogo Mendes Cardoso, 11ºB

imagens daqui e daqui

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O LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) corresponde a uma radiação electromagnética com características que não se encontram na natureza. Esta radiação tem como principais características o facto do ter um comprimento de onda único, de ser monocromática,  coerente e de se propagar como um feixe.

O funcionamento do LASER deve-se ao efeito da emissão estimulada que é necessária para estabelecer o equilíbrio térmico entre a radiação e a matéria. A emissão baseia-se na teoria de Albert Einstein que nos diz que os átomos absorvem fotões incidentes e após a absorção são libertados. Como existe a possibilidade de vários fotões interagirem com o mesmo átomo, ao absorver um segundo fotão, o primeiro fotão é imediatamente libertado, tornando-se num fotão estimulado. Os LASER funcionam desde que se consiga excitar um determinado número mínimo de átomos de um material para um nível de energia superior, de modo a que o número de átomos excitados seja maior do que os que se encontram no seu estado fundamental, o que provoca uma amplificação da emissão de fotões. Os fotões afectados pela amplificação são fotões estimulados que estimulam outros fotões num efeito em cadeia. Para se manter este fenómeno é necessário que  os fotões emitidos continuem estimulados e em interacção com os átomos.

Hoje em dia, o LASER é utilizado em diversas situações, nomeadamente na medicina, como método de cirurgia, na fisioterapia, como anti-inflamatório, nas indústrias para cortar metais e medir distâncias, no comércio, na comunicação por fibras ópticas e leitores de códigos de barras, em nossa casa, nos leitores de CD e DVD, e no ensino, como por exemplo, no laboratório de Física para o estudo da reflexão e refracção da luz.

Tiago Oliveira, 12º A

Foto: Equipamento do Laboratório de Física da ESDS.

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