Experimentos: Eletro Ímã.

Eletro Ímã: gerado a partir de correntes elétricas que geram campos magnéticos. Eu peguei um pedaço de fio de cobre e enrolei ao redor de um prego, suas extremidades ficaram fixas nos lados da pilha, como a pilha tem intensidade baixa o ímã não tem muito poder. Para que percebam o campo, peguei fios de metal e encostei o ímã perto deles assim sendo atraídos. Ocorre também o efeito Joule que é o calor gerado pela corrente elétrica criada.

Ondas eletromagnéticas.

As ondas eletromagnéticas nada mais são do que vibrações de campos elétricos e magnéticos. Como sabemos, as ondas eletromagnéticas são ondas transversais, ou seja, a direção de propagação é perpendicular a oscilação da onda. Diferente das ondas mecânicas, as eletromagnéticas não precisam de matéria para que se propaguem. Há 7 tipos de ondas eletromagnéticas na natureza e elas são bastante conhecidas nos dias atuais. Abaixo está a imagem do espectro eletromagnético que vai das ondas de rádio aos raios gama.

Como mostrado na figura os tipos de ondas eletromagnéticas tem suas respectivas frequências e seus comprimentos de onda, isso que difere cada uma.

- Ondas de rádio: Ocupando a parte inferior do espectro, onde o comprimento de onda é maior que as demais (1.000 km), como o comprimento de onda é grande, as ondas batem nas camadas mais ionizadas da atmosfera terrestre sendo utilizada na transmição de TV, rádio, etc.

- Microondas: Com comprimento de onda menor que ondas de rádio (1 mm) elas conseguem atravessar a atmosfera da Terra, sendo usados na comunicação de satélites, com os radares, etc.

- Infravermelho: Ela é emitida por corpos quentes, quando emitida o objeto o aquece, seu comprimento de onda é de 10^-5 m. A maior parte da energia emitida por uma lâmpada é constituída por raios infravermelhos que podem ser sentidos na forma de calor.

- Luz visível: É uma pequena parte do espectro que pode ser vista por nós, nosso cérebro o interpreta como a cor vermelha. Seu comprimento de onda é de 10^-6.

- Ultravioleta: Elas favorecem certas reações químicas, são utilizadas nos bronzeamentos artificiais, etc. Seu comprimento de onda é de 10^-8 m.

- Raios X: Utilizados para medicina, quem nunca machucou um osso e foi ao médico bater raios-X? Como seu comprimento de onda é um dos menores 10^-10, tem poder de penetração melhor ajudando a observar as estruturas internas do nosso corpo.

- Raios Gama: Com o menor comprimento de onda, mas a maior frequência. São emitidos em núcleos atômicos nas transformações radioativas. São bastante penetrantes, é necessário camadas de chumbo para conter o poder desse tipo de onda eletromagnética. É extremamente perigoso aos seres vivos.

No ensino médio aprendemos a fórmula: Velocidade = comprimento de onda X frequência.

Ou seja, o comprimento das ondas eletromagnéticas é inversamente proporcional as frequências, quanto maior o comprimento de onda menor a frequência, e quanto menor o comprimento de onda maior a frequência.

Por que Papai Noel não existe?

"Se o Papai Noel existisse, para poder entregar presentes para todas as crianças cristãs do mundo em apenas uma noite, ele precisaria de um trenó com aproximadamente 354 000 toneladas de massa, contando os brinquedos. Deveriam ter mais de 210 000 renas voadoras. Para dar tempo de cumprir a árdua tarefa, o trenó teria de desenvolver uma velocidade superior a 1000 km/s. Isso faria com que as renas, pelo meno as duas da frente, sofressem uma resistência do ar e absorvessem uma energia de mais de 14,3 quintilhões de Joules por segundo. Com tamanha energia térmica recebida, elas certamente queimariam e isso ocorreria sucessivamente com os próximos pares de renas até que todas ardessem em chamas." 

Conclusão: Papai Noel não existe! ;(

(Tirado do livro Física-trabalho e energia, da editora Positivo)

Relatividade restrita.

“O que aconteceria se eu ultrapassasse a velocidade de um feixe de Luz” Bastou essa pergunta para revolucionar nosso pensamento sobre o espaço e o tempo.

Segundo Newton, ultrapassar a velocidade da Luz era possível, visto não haver nada de especial nela. O conceito de velocidade da Luz vem desde muitos anos sendo estudado por físicos conceituados. No século XIX os cientistas acreditavam no éter (uma substância que preenchia o universo, a Luz e ondas de rádio seriam ondas no éter), mas essa teoria foi rebaixada. O que os cientistas não sabiam e que Einstein descobriu é a constância da Luz. Não importa o quão rápido você se mova a velocidade sempre será a mesma. Exemplo: Eu estou dentro do meu carro indo para a escola com uma velocidade de 36 km/h só que de longe eu avisto um amigo em uma bicicleta com velocidade de 10 km/h, eu estou a 26 km/h em relação a ele, mas em relação à pessoa parada no ponto de ônibus que eu acabei de passar minha velocidade continua a mesma. Agora, a velocidade de um feixe de Luz em relação a mim deveria ser menor já que estou a 36 km/h, mas a velocidade não muda, seja lá qual for o referencial adotado.

Já que a velocidade da Luz é a velocidade limite é necessário abandonar a ideia de tempo que nossos relógios medem, em vez disso, cada um tem seu tempo pessoal.

Vamos imaginar um foguete que foi acelerado a velocidade da Luz, o tempo dentro dele aparentemente pararia em relação a uma pessoa na Terra, o espaço dentro dele ficaria comprimido e a massa do foguete seria infinitamente grande. Então, Einstein propôs que nada pode ultrapassar a velocidade da Luz. Como o peso do objeto aumenta com sua velocidade, isto significa que o movimento da energia está sendo convertido em massa. Assim, chegando à famosa equação E=m.c², massa pode virar energia e visse versa. 

Tempo

“És um senhor tão bonito quanto a cara do meu filho...
Tempo tempo tempo tempo, vou te fazer um pedido...
Tempo tempo tempo tempo...

Compositor de destinos, tambor de todos os ritmos...
Tempo tempo tempo tempo, entro num acordo contigo...
Tempo tempo tempo tempo...”

Eis o tempo, remédio para todos os problemas. Mas onde o tempo se depara com a física? Eis Einstein o cara que deu vida ao tempo. O tempo para nós é algo constante, segundos se passam e continuam passando...
Vamos fisicamente saber como o tempo funciona, existem várias teorias sobre o tempo. 

O universo como todos sabemos está em expansão. Quanto mais o universo cresce mais o tempo cresce junto a ele, pois o espaço e o tempo estão interligados. Mas existe uma controvérsia nessa teoria, existirá o momento onde tudo no universo, atualmente se expandindo, irá se contrair. Será que o tempo se moverá para trás junto ao Big crunch? Temos dois físicos: Newton e Einstein.

“o tempo é como um rio, enchendo-se e fluindo dependendo dos efeitos da gravidade e do espaço-tempo.” Albert Einstein.

Newton viu o tempo como uma flecha disparada, viajando em linha reta e nunca se desviando no caminho, ou seja, Newton achava que o tempo é constante, e o tempo na Terra seria o mesmo em qualquer lugar no universo. Ele acreditava que o movimento absoluto não poderia ser detectado, o que afirma que nada no universo tem velocidade constante, nem mesmo a luz. Mas se a velocidade da luz varia então o tempo deveria ser constante. Einstein provou o contrário, o tempo é relativo. A teoria da relatividade restrita prevê que nada viaja mais rápido que a luz, ou seja, a velocidade da luz é constante 300.000 km/s, por conseguinte o tempo é relativo. Eis a prova: Quatro relógios atômicos foram enviados para viajarem ao redor do mundo, em direção Leste e Oeste. De acordo com a teoria de Einstein os relógios enviados nos aviões atrasariam 40 nanossegundos (Leste), e adiantariam 275 nanossegundos (Oeste), devido ao efeito gravitacional da Terra sobre a velocidade dos aviões. Os relógios realmente registraram diferenças ao viajarem, atrasando 59 nanossegundos e adiantando 273 nanossegundos em comparação aos do Observatório dos EUA. (informações tiradas da revista Como funciona, ano 1 nº3) 

Na teoria da relatividade restrita, cada observador tem a própria medida do tempo. Quando você está na velocidade da luz o tempo para com relação a você. Temos o paradoxo do irmão, digamos que você vai viajar para uma estrela há 8 anos-luz (apenas um exemplo), cuja velocidade da espaçonave seja a velocidade da luz. você chegará na estrela em oito anos, mas quando voltar para Terra não terá a sorte de reencontrar seu irmão, pois já se passou muito, muito tempo para os que estão na Terra. 

O tempo para pois a velocidade da luz é a "velocidade limite". Porém, estudos recentes afirmam que existam partículas que podem viajar mais rápido que a luz, são os neutrinos (partícula fantasma), estão aprofundando os estudos, mas ninguém sabe se é verdade ou se foi um erro de medição acelerador de partículas. 

Em próximas postagens vou escrever mais sobre a relatividade restrita.

Teletransporte.

Quem nunca pensou em se teletransportar para chegar mais rápido ao destino? Mas não existe o Teletransporte, ou existe? Será que é possível?

Temos dois pensamentos: física Newtoniana (clássica) e a física moderna.

Na física Newtoniana isso seria totalmente impossível, pois os objetos maciços que são feitos de pequenas partículas, “bolas de bilhar” como conhecido na época, não podem desaparecer e reaparecer em outro lugar. 

Mas depois de séculos a física moderna descobre que esse pensamento estava errado.  Alguns cientistas modernos descobrem que os elétrons agem como ondas podendo dar saltos quânticos em seus movimentos desordenados dentro do átomo.

Em 1905 Einstein descobriu que as ondas de luz podem se comportar como partículas chamadas fótons. Já em 1920 o famoso físico chamado Schrödinger descobriu que as partículas também podem se comportar como ondas. Mas se o elétron é visto como onda, o que está ondulando? O elétron é uma partícula, mas a probabilidade de encontrar essa partícula é dada pela equação de onda de Schrödinger (a assustadora equação). Essas ondas ditam a chance de encontrar o elétron a qualquer hora em qualquer lugar. Mas para nossa tristeza Heisenberg descreveu sua lei, o princípio da incerteza de Heisenberg: afirma que não podemos saber a velocidade e a posição exata do elétron (não os dois ao mesmo tempo).

Elétrons podem desaparecer e reaparecer em qualquer lugar, eles podem estar em muitos lugares ao mesmo tempo. Isso soa diferente? Digamos que os elétrons se teletransportam, isso acontece naturalmente. Eles estão interligados por um “fio” invisível, estão emaranhados. Ou seja, eles estão em uma sincronia de onda, mesmo separados por distâncias intergalácticas. Daí ocorre o emaranhamento quântico, tudo que uma partícula fizer de um lado, a outra fará ao contrário imediatamente mesmo a distâncias de anos-luz. Ou seja, a velocidade que a informação é emitida ultrapassa a da luz (300.000 km/s).  Antes que você me pergunte, as informações realmente viajaram em uma velocidade acima da velocidade da luz. Fizeram o experimento comprovando a tal teoria.

Separaram dois detectores a uma distância de 13 metros, medindo o spin dos fótons emitidos no átomo de cálcio, e os resultados concordaram com a teoria quântica de que a informação ultrapassou a velocidade da luz. Mas isso não nos trás nenhum benefício, são informações aleatórias, ou seja, inúteis.

É como se fosse uma regra, o movimento que o primeiro elétron faz é feito pelo outro elétron só que em movimentos contrários.

Hoje em dia se consegue teletransportar fótons ou átomos inteiros, físicos de todo o mundo estão tentando elevar o nível e teletransportar moléculas de DNA.

Será possível teletransportar uma pessoa no futuro? No nosso corpo temos trilhões de trilhões de átomos. E uma pessoa em processo de Teletransporte seria destruída, já que para ser transportada de um lugar para o outro sua primeira informação seria destruída para que fosse recriada em outro local. Ou seja, nós seriamos destruídos onde estamos e reconstruídos no local onde queremos estar.

Só para entendermos melhor o que é o Teletransporte com emaranhamento retirei isso do livro Física do impossível:

No experimento de Teletransporte começamos com dois átomos, A e C. vamos dizer que queremos transportar informações do átomo de A para o átomo C, começamos introduzindo um terceiro átomo, B, que começa emaranhado com o C, de modo que B e C sejam coerentes. Agora o átomo A entra em contato com o átomo B. A e B se tornam emaranhados no processo. Mas, visto que B e C estavam originalmente emaranhados, as informações dentro de A agora foram transferidas para o átomo C. Isto é, o conteúdo de informações do átomo A agora é idêntico ao de C. note que o átomo de A não se moveu para a posição do átomo de C, mas apenas sua informação foi transportada.

Cientistas estão querendo teletransportar informações sem usar o emaranhamento, que será discutido em publicações posteriores. 

Em próximas postagens vou escrever mais sobre a relatividade restrita.

Por que o céu é azul? Eis a questão.

Quando mais nova eu me questionava a respeito do céu de noite ser preto e de dia ser azul, então eu me perguntava por que o céu é azul e não preto.

Eu pensei na lógica, se o céu é azul só de dia (que tem presença de luz solar), então o céu é azul pelo fato da luz deixá-lo azul. Foi o suficiente para me deixar satisfeita, mas depois eu quis realmente saber por que o céu é azul de dia e quando está anoitecendo fica avermelhado.

O Sol emite radiação, nós percebemos essa luz, extremamente brilhante, de coloração branca. Na luz existe o espectro luminoso que nos mostra a luz exibindo diferentes tonalidades de cor dependendo do seu comprimento de onda, ou seja, a luz é uma junção de várias cores como mostra a imagem abaixo:

Quando a luz chega à atmosfera terrestre ela se depara com as partículas, as moléculas de hidrogênio e oxigênio são algumas das muitas moléculas existentes na nossa atmosfera. Sendo assim, a luz “colide” com as partículas, o comprimento de onda azul é menor, fazendo com que a cor azul seja dispersa mais facilmente. Entretanto, o comprimento de onda da cor violeta -como visto na imagem acima- é menor que o da cor azul, mas a luz produz mais azul que violeta fazendo com que a imensidão do céu seja reinado pela cor azul.

Quando está anoitecendo a posição do Sol com relação à Terra faz com que as cores com comprimento de onda maior tome conta do céu, pois o “caminho é mais longo” e as cores com tamanho de onda menor já foram dispersas. Por isso que vemos o céu meio avermelhado.