Trabalhos Escolares

Física: o que são os detectores de partículas?

Detectores de partículas são aparelhos que detectam (em muitos casos tornam visíveis) as partículas fundamentais subatômicas.

Um dos primeiros detectores empregados em física nuclear foi a câmara de ionização, que é formada por um recipiente fechado que contém um gás e dois eletrodos com potenciais elétricos diferentes. As câmaras de ionização adaptadas para detectar as partículas individuais de radiação ionizante são chamadas de contadores. Um dos mais versáteis e utilizados é o contador Geiger.

Outros detectores que permitem aos pesquisadores observar as trajetórias que uma partícula deixa ao passar são chamados detectores de trajetória. As câmaras de cintilação ou de bolhas são detectores de trajetória, assim como a câmara de névoa ou a de emulsões nucleares.

As câmaras de emulsões nucleares se assemelham às fotográficas, mas só são ativadas por partículas carregadas. O princípio fundamental da câmara de névoa consiste em que as partículas nucleares ou atômicas carregadas produzem íons e, ao passar pelo ar saturado de vapor d’água, deixam atrás de si uma trajetória de partículas ionizadas.

Nas câmaras de bolhas, mantém-se um líquido em baixa pressão a uma temperatura pouco abaixo do seu ponto de ebulição. No caminho das trajetórias das partículas que passam pelo líquido, formam-se minúsculas bolhas.

Na câmara de centelhas, as partículas de alta energia ionizam o ar e o gás situado entre placas ou peneiras carregadas, alternativamente, de forma positiva ou negativa. No caminho das trajetórias de ionização, saltam chispas. Fotografando-se as centelhas, pode-se visualizar o caminho das partículas.

O contador de cintilação surgiu em 1947. Ao colocar o material diante de um tubo fotomultiplicador, um tipo de célula fotoelétrica, as cintilações da luz se convertem em pulsos elétricos que podem ser amplificados e registrados eletronicamente.

As partículas neutras, como nêutrons e neutrinos, não podem ser detectadas diretamente por nenhum aparelho. Só indiretamente, a partir das reações nucleares que acontecem quando colidem com os núcleos de determinados átomos.

O que é a vulcanização? quando e quem inventou a técnica?

Vulcanização é o processo químico destinado a melhorar as propriedades físicas da borracha natural ou sintética. A borracha acabada adquire, assim, maior força tênsil e resistência à dilatação e à abrasão, e torna-se elástica a uma variedade maior de temperaturas. A forma mais simples de provocar a vulcanização consiste em aquecer a borracha com enxofre.

A técnica foi criada em 1839 pelo americano Charles Goodyear, a vulcanização permitiu a obtenção da borracha de alta resistência usada nos pneus dos veículos automotores.

O inventor do processo, Goodyear, observou também a importância de certa substâncias, os aceleradores, que apressam a vulcanização ou a fazem ocorrer a temperaturas mais baixas. As reações entre a borracha e o enxofre não são plenamente conhecidas, mas sabe-se que o enxofre não se dissolve ou dispersa simplesmente na borracha, mas combina-se quimicamente, em geral na forma de pontes entre as moléculas com longa cadeia de átomos.

Modernamente, empregam-se temperaturas entre 140 e 180°C, e acrescentam-se em geral negro-de-fumo e óxido de zinco ao enxofre, que aprimoram a qualidade da borracha. Também se usa antioxidante para retardar a deterioração causada pelo oxigênio.

Algumas borrachas sintéticas não são vulcanizadas com enxofre, mas dão um produto satisfatório mediante um tratamento similar com óxidos metálicos e peróxidos orgânicos.

Física: o campo magnético do planeta Terra

O globo terrestre age como um imã onde o pólo norte se encontra na Baía de Baffin.

A superfície terrestre possui um campo magnético que pode ser dividido em dois componentes : o vertical e o horizontal, sendo que uma agulha magnética é atraída tanto para os pólos magnéticos da terra como para o interior do globo.

A força de atração é equivalente a distância que o local se encontra do pólo, sendo que quanto mais perto o local esteja do pólo maior será a força de atração. As forças de atração exercidas pelos Pólos Sul e Norte no equador magnético são iguais, porém apresentam sentidos contrários. Neste caso, as forças se anulam havendo somente a componente horizontal e como resultado observaremos a agulha da bússola em posição horizontal.

Já nos pólos a agulha ficará na posição vertical. O ângulo formado pela agulha com o plano horizontal nas regiões intermediárias recebe o nome de inclinação magnética. A inclinação magnética será tanto maior quanto se aproximar dos pólos.

Dá-se o nome de declinação magnética ao desvio apresentado pela agulha magnética em relação a linha Norte-Sul geográfica. Até hoje não se pode afirmar com certeza as causa e a fonte de magnetismo terrestre, porém é sugerido por algumas teorias que existe um campo elétrico formado pela defasagem entre a parte interna líquida e o manto inferior sólido. Esta defasagem é ocasionada pelo movimento de rotação da Terra, sendo que as correntes elétricas geradas deste processo determinariam os campos magnéticos terrestres.

Pode-se dizer que a variação do magnetismo está relacionada com a crosta terrestre, sendo que os minerais constituintes desta crosta que possuem alta quantidade de ferro bivalente terão um maior poder magnético. Deve-se destacar a grande importância do magnetismo remanescente, retidos nas rochas, para os estudos geológicos.

Esse tipo de estudo recebe o nome de Paleomagnetismo, e esta relacionado com a preferência de que alguns minerais assumem, durante a sedimentação de detritos de silicatos, de minerais que contenham ferro bivalentes ou durante a cristalização de uma rocha magmática, uma iso-orientação segundo a linha norte-sul da época em que a rocha se formou. Com a mudança da posição do campo magnético terrestre e possível reconhecer o magnetismo fossilizado na rocha antiga.