quinta-feira, 30 de setembro de 2010

Dualidade onda-partícula

Ao longo dos tempos o ser humano e os animais evoluíram de forma a ter uma sensibilidade maior para a luz visível. O estudo dos fenômenos ópticos é fascinante, pois os variados tipos de imagens podem trazer diversos tipos de emoções ao ser humano e mesmo aos animais. Mas a evolução vem da necessidade destes seres obterem informações do meio em que vivem.

Na história da humanidade alguns estudos resultaram em grandes descobertas. Primeiramente, com relação à luz, estudou-se a possibilidade dela se propagar em linha reta. Mais tarde, Isaac Newton decompõe a luz em várias cores e também consegue demonstrar que várias cores compõe a luz branca.

Muitas discussões foram feitas com relação à luz. Quando se fala em propagação automaticamente considera-se um deslocamento com certa velocidade. Mas velocidade do quê? De uma onda ou de uma partícula?

Primeiramente, faz-se necessário fazer algumas considerações:

Uma onda é uma perturbação que se propaga em um meio. No caso de uma onda eletromagnética a perturbação é do campo elétrico e do campo magnético. É um argumento plausível pra explicar a luz.

Mas alguns experimentos realizados no fim do século XIX mudam um pouco essa concepção com relação a este importante ente físico. Entre os mais relevantes, podem ser citados o efeito fotoelétrico, o espalhamento Compton e a produção de raios X.

Quando se faz um experimento com partículas em fenda única, observa-se uma região de máxima incidência de partículas, conforme mostra a figura 01.


Figura 01: as partículas são colimadas por uma fenda e incidem no anteparo formando um padrão de interferência com uma franja apenas.

Fica evidente o caráter ondulatório quando se faz um experimento com fenda de espessura da ordem do comprimento de onda da luz incidente conforme a figura 02.


Figura 02: ao centro, apenas uma franja de intensidade luminosa máxima.

Nestes dois casos se observa a intensidade máxima em uma única região do anteparo.

Quando a onda incide em um colimador com duas fendas observa-se um padrão de interferência com várias franjas. Isto ocorre devido ao fato de que há uma interferência construtiva quando a intensidade máxima da onda da luz emergente de uma fenda coincide com o máximo da onda emergente da outra fenda. Isso ocorre porque há uma diferença de caminho da luz emergente de cada fenda. O mesmo acontece com os mínimos e forma o padrão de interferência da figura 03.


Figura 03: várias franjas de intensidade luminosa máxima no centro.

Quando a mesma experiência é realizada com partículas, o padrão deve ser formado apenas por duas raias de máxima intensidade. Mas não é isto que se observa se a mesma experiência for realizada com prótons, nêutrons ou elétrons. O que se observa é um padrão de interferência! É isto que intriga os físicos: a luz se comporta ora como onda, ora como partícula. E as partículas se comportam como onda em determinadas situações.

tiramos daqui: http://www.infoescola.com/fisica/dualidade-onda-particula/

quinta-feira, 9 de setembro de 2010

Instrumentos Ópticos

O objetivo deste trabalho é relacionar os diversos instrumentos ópticos bem como seus mecanismos de convergência – divergência, dentre tantos outros. E também estabelecer as suas diversa funções.


1) LUPA;

A lupa é o instrumento óptico de ampliação mais simples que existe. Sua principal finalidade é a obtenção de imagens ampliadas, de tal maneira que seus menores detalhes possam ser observados com perfeição.

A lupa, também é chamada de microscópio simples e consiste em uma lente convergente, logo, cria imagens virtuais.

Em linhas gerais, qualquer lente de aumento pode ser considerada como uma lupa. Há tipos que constam de um suporte contendo a lente, uma armação articulada, onde é colocada a lâmina que contém o objeto a ser observado e um espelho convergente (o condensador) para concentrar os raios luminosos sobre o objeto. Este deve ser colocado a uma distância da lente, menor que a distância focal da mesma.

Há uma condição para que a imagem formada seja nítida. De acordo com o foco objeto da lente usada como lupa, temos uma distância mínima de visão nítida. Se a lente for colocado próximo a um objeto numa distância menor que a sua distância mínima de visão nítida, a imagem não será visível.


2) LUNETA ASTRONÔMICA;


As lunetas astronômicas são instrumentos ópticos de aproximação, são usadas na observação de objetos muitos distante.

As lunetas astronômicas são instrumentos formados por dois sistemas ópticos distintos: uma lente objetiva de grande distância focal que proporciona uma imagem real e invertida do objeto observado, e uma lente ocular com distância focal menor que proporciona uma imagem virtual e invertida do objeto.

Os dois sistemas são colocados nas extremidades opostos de um conjunto de tubos concêntricos, que se encaixam um nos outros fazendo variar à vontade o comprimento do conjunto a fim de focar melhor objeto a ser observado.

As lunetas de grande porte e alta capacidade de ampliação são dotadas de uma luneta menor pesquisadora, já que as primeiras possuem um campo de visão.

A principal diferença entre as lunetas astronômicas e terrestres é, além do porte, a posição da imagem. Aquelas apresentam a imagem final invertida, e essas apresentam a imagem na posição real do objeto já que possuem um sistemas de lentes adicionais entre a objetiva e a ocular


3) MICROSCÓPIO COMPOSTO;


O microscópio composto, ou simplesmente, microscópio, é um instrumento óptico utilizado para observar regiões minúsculas cujos detalhes não podem ser distinguidos a olho nu.

É baseado no conjunto de duas lentes. A primeira é a objetiva que é fortemente convergente (fornece uma imagem real e invertida) e possui pequena distância focal, fica voltada para o objeto e forma no interior do aparelho a imagem do mesmo. A segunda é ocular também com pequena distância focal, menos convergente que a objetiva, permite ao observador ver essa mesma imagem, ao formar uma imagem final virtual e direita.

Essas lentes são colocadas diametralmente em extremidades opostas de um tubo, formando o conjunto chamado de canhão.

O sistema que permite o afastamento ou aproximação do conjunto ocular – objetiva permite uma melhor visualização do campo observado ao focalizá-lo.


4) CÂMERA FOTOGRÁFICA;

A câmera fotográfica como um instrumento óptico de projeção, se baseia no princípio de que um objeto visto através de uma lente convergente, a uma distância maior que a distância da mesma, produz uma imagem real e invertida, e mais ainda: seu tamanho é inversamente proporcional à distância foco objeto. A lente ou sistema de lente empregada recebe o nome de objetiva.

É importante que a imagem seja projetada sobre o filme, se a mesma se formar antes ou depois do filme teremos uma foto fora de foco. Por isso, ajusta-se as lentes objetivas a fim de que obtenha-se uma imagem nítida.

Quando em foco, a imagem que formada no filme fotográfico é real e invertida.


5) CONCLUSÃO;


Os diversos instrumentos ópticos estão intimamente ligados às nossas vidas. Através de recursos relativamente simples foram capazes de revolucionar a humanidade, seja propiciando prazer e conforto ou mesmo, ajudando aos homens na busca de suas origem ou de um aprimoramento científico.

tiramos daqui: http://www.coladaweb.com/fisica/optica/instrumentos-opticos