Atividade óptica de um meio dielétrico diluído: Pasteur e as simetrias moleculares

Em 1848 Pasteur conjeturou que a rotação do plano de polarização da luz em um meio diluído é gerada pelas propriedades de simetria das moléculas do meio no qual a luz se propaga. O objetivo do nosso artigo é de mostrar que Pasteur estava correto usando conhecimentos de eletromagnetismo e mecânica quântica de um curso de graduação em física. Faremos um breve retrospecto das ideias básicas da teoria eletromagnética necessárias para o estudo da atividade óptica. A seguir, usando a teoria de perturbações em mecânica quântica e levando em conta as simetrias das moléculas calcularemos a atividade óptica do meio. Mostraremos que as previsões teóricas, que estão plenamente de acordo com os resultados experimentais, comprovam a hipótese de Pasteur.

Entropia, reversibilidade, irreversibilidade, equação de transporte e teorema H de Boltzmann e o teorema do retorno de Poincaré

Neste trabalho analisamos as conexões entre entropia, reversibilidade, irreversibilidade, teorema H e equação de transporte de Boltzmann e o teorema de retorno de Poincaré. Estes tópicos são estudados separadamente em muitos artigos e livros, mas não são em geral analisados em conjunto mostrando as relações entre eles como fizemos aqui. Procuramos redigir o artigo didaticamente seguindo um caminho que achamos ser o mais simples possível a fim de tornar o conteúdo acessível aos alunos de graduação de física.

Articulação Centro de Pesquisa: Escola Básica: contribuições para a alfabetização científica e tecnológica

Neste artigo são discutidos aspectos relacionados à seleção e organização dos conteúdos a serem abordados durante e após visitas a laboratórios de pesquisa em física. Utilizando como exemplo o trabalho de divulgação realizado no acelerador de partículas Pelletron (Instituto de Física da Universidade de São Paulo), com alunos do ensino médio, procuramos identificar elementos que podem orientar o desenvolvimento de propostas escolares organizadas a partir de visitas a centros de pesquisa. Nesse sentido, destaca-se o potencial dessas visitas para a realização de discussões sobre as relações entre Ciência-Tecnologia-Sociedade e a importância do estabelecimento de vínculos com o conteúdo escolar

Ressonância não linear de uma bússola em campos magnéticos

Fenômenos oscilatórios e ressonantes são explorados em vários cursos experimentais de física. Em geral os experimentos são interpretados no limite de pequenas oscilações e campos uniformes. Neste artigo descrevemos um experimento de baixo custo para o estudo da ressonância em campo magnético da agulha de uma bússola fora dos limites acima. Nesse caso, termos não lineares na equação diferencial são responsáveis por fenômenos interessantes de serem explorados em laboratórios didáticos.

Estudo de filtros RC para baixas e altas freqüências por meio de um circuito para superposição de sinais

Apresentamos nesse trabalho, um experimento realizado nos Laboratórios didáticos do Instituto de Física da USP, relacionado ao estudo do funcionamento de filtros RC para baixas e altas freqüências. Para tal, foi especialmente projetado um circuito que efetua a superposição de um sinal gerado internamente, a uma onda senoidal externa. Várias situações experimentais podem ser geradas, por meio da variação da freqüência, tanto do sinal interno quanto da onda senoidal externa. Um estudo das componentes de freqüência de Fourier é também realizado para se estabelecer os parâmetros de funcionamento dos filtros. O funcionamento dos circuitos como integradores e diferenciadores também é explorado. Os estudantes são, portanto, levados a compreender a eficácia desses filtros mais simples, dependendo das freqüências dos sinais de entrada e correspondentes componentes de Fourier, e das freqüências de corte estabelecidas.

Estudo experimental do movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos: seletor de velocidades

Neste trabalho é apresentado um experimento incluído no contexto de experimentos longos adotado nas disciplinas experimentais de eletricidade, magnetismo e óptica, e consiste na caracterização de um seletor de velocidades que funciona com campos elétricos e magnéticos cruzados. Utiliza-se um tubo de raios catódicos para gerar um feixe de elétrons. As placas de deflexão vertical do tubo geram o campo elétrico e um par de bobinas, com os eixos perpendiculares ao eixo do tubo, gera o campo magnético. São realizados estudos de trajetória dos elétrons com auxílio de um programa de simulação de elétrons.

Haciendo hologramas en la escuela y en la casa

La comunidad científica que se ocupa de los problemas relacionados con el proceso de enseñanza-aprendizaje de la físicas, ha dedicado muchos esfuerzos en los ultimos años al perfeccionamiento del mismo, motivado en primera instancia, por las demandas de renovación que el impetuoso desarrollo científico-técnico le impone en la actualidad a la enseñanza de las ciencias. En los últimos años se ha producido un desarrollo vertiginoso en la fabricación de diodos láser que emiten en el espectro visible, esto ha permitido su utilización creciente en múltiples aplicaciones y hace factible su utilización en la enseñanza aprendizaje de la física universitaria y en particular de la holografía, por sus grandes ventajas frente a los láseres convencionales de gran costo y difícil manipulación. En el trabajo se describen la instalación experimental portátil diseñada para la obtención de hologramas en la escuela y en la casa con la utilización de diodos láser, la metodología de trabajo a seguir, los métodos de procesamiento utilizados para diferentes tipos de emulsiones holográficas y un análisis de los defectos que pueden presentar los hologramas producidos y la forma de detectarlos y erradicarlos

O azul do céu e o vermelho do pôr-do-sol

Este trabalho expõe uma dedução da intensidade da luz espalhada por pequenas partículas na atmosfera, o que explica o porquê do azul do céu e o vermelho do pôr-do-sol. Mostramos, também, uma experiência bem simples, sobre os temas abordados, que foi elaborada com o intuito de aplicar a alunos do Ensino Médio

Configurações centrais planares do tipo pipa

Neste artigo estudamos configurações centrais planares do tipo pipa para o problema de quatro corpos. Mostramos a existência de tais configurações para as pipas côncavas, quando uma das massas está no interior do triângulo formado pelas outras três massas, e para as pipas convexas, quando uma das massas está no exterior do triângulo formado pelas outras três massas.

Estabilidade do ácido fólico em suspensão oral extemporânea

Apesar do ácido fólico (AF) ser utilizado em pediatria na prevenção e tratamento de deficiências desta vitamina, não existe actualmente disponível uma forma farmacêutica adequada a doentes pediátricos, o que requer o desenvolvimento de uma preparação líquida extemporânea. A utilização segura destas preparações deve ser suportada por documentação adequada sobre estabilidade física e química. O objectivo do presente trabalho foi investigar a estabilidade do AF numa suspensão oral extemporânea 50 g/ml, preparada a partir de comprimidos disponíveis comercialmente (5 mg). A suspensão de AF foi conservada em recipientes de vidro à temperatura de 2-8 ºC e sob protecção da luz. Cinco amostras independentes foram analisadas no tempo 0 e após 1, 3, 5 e 7 dias. O teor em AF foi determinado através de um método de HPLC em fase reversa, com adequada linearidade, precisão, exactidão e selectividade. A concentração de AF foi superior a 95% em todos os tempos de amostragem e a aparência física, cor e odor da suspensão não sofreram alteração durante o período do estudo. O AF revelou ser estável em suspensão aquosa pelo menos durante 14 dias a 2-8 ºC e ao abrigo da luz, o que poderá permitir a sua utilização em doentes pediátricos.

Caraterização de argamassas tradicionais

Este trabalho irá incidir sobre argamassas tradicionais para reboco e assentamento de alvenarias, dando-lhe um carácter essencialmente qualitativo, evitando assim, estabelecer modelos analíticos bem como conclusões científicas e técnicas aprofundadas. Embora existam vários tipos de argamassas, particularizou-se, para argamassas de reboco e de assentamento, focando as suas propriedades, quer em fase plástica (antes da aplicação), quer na de presa (depois da aplicação). No que diz respeito aos componentes mais importantes das argamassas em estudo, procurou-se defini-los e estabelecer os seus requisitos. Hoje em dia um dos problemas da reabilitação de edifícios antigos está relacionado com as argamassas, as quais podem ser constituídas por vários materiais difíceis de reconhecer, pelo facto de ao longo do tempo terem passado por vários processos de reacção e degradação. A reabilitação de edifícios antigos deverá garantir uma compatibilidade, mecânica, física e química e até estética, a qual só é por vezes conseguida se forem utilizados materiais do mesmo tipo.

Produção de carvão activado a partir de resíduos da indústria de curtumes

As aparas de wet-blue e de wet-white constituem um resíduo sólido da indústria de curtumes com um elevado teor em carbono, tornando relevante a sua utilização na preparação de materiais de interesse tecnológico. Este trabalho teve como objectivo a preparação de carvões activados a partir de resíduos da indústria de curtumes. Os métodos de activação utilizados para a preparação dos carvões activados foram a activação física com dióxido de carbono e activação química com hidróxido de potássio. A carbonização dos resíduos foi estudada na gama de temperaturas de 500 ºC a 800 ºC, verificando-se que a sua carbonização se pode considerar completa para a temperatura de 800 ºC. Na activação física os precursores foram previamente carbonizados sob uma atmosfera inerte a 800 ºC e posteriormente activados a 940 ºC usando o CO2 como agente activante. Na etapa de activação variou-se o tempo de activação (20, 40 e 60 minutos) de modo a estudar a influência do grau de queima nas propriedades texturais dos carvões activados. O carvão activado obtido pelo método de activação física com maior área superficial específica foi o carvão preparado a partir do resíduo de wet-blue para um tempo de activação de 40 minutos e grau de queima de 23 % (SBET = 152 m2/g). Para a activação química, procedeu-se à impregnação dos precursores com KOH usando razões mássicas de impregnação KOH:precursor de 0,5:1, 1:1 e 3:1. A impregnação foi efectuada directamente nos resíduos de wet-blue e de wet-white e nos resíduos de wet-blue e de wet-white carbonizados. A activação foi efectuada a 940 ºC sob uma atmosfera inerte, com uma velocidade de aquecimento de 5 ºC/min, e um tempo de activação de 1 hora. No caso da série de carvões activados obtidos por impregnação do precursor, o carvão que exibe melhores propriedades texturais é o carvão activado preparado por impregnação na razão de 1:1 a partir do resíduo de wet-blue (SBET = 1696 m2/g). Na série de carvões activados preparados por impregnação do precursor carbonizado, o carvão com melhores propriedades texturais é o carvão proveniente da impregnação do carbonizado do resíduo de wet-blue na razão de 3:1 (SBET = 1507 m2/g). Os carvões activados obtidos por este método de activação são essencialmente microporosos e com elevada área superficial específica. Testes de adsorção preliminares mostram que estes carvões activados têm um bom desempenho para a remoção de cor de efluentes da indústria de curtumes. Concluiu-se que por activação química com KOH dos resíduos de wet-blue e wet-white se obtêm carvões activados com boas propriedades texturais, elevadas áreas superficiais específicas e elevado volume de microporos, quando comparadas com as dos carvões activados resultantes da activação física. Deste modo, chegou-se à conclusão que ambos os resíduos são bons precursores para a produção de carvão activado, mais propriamente recorrendo à activação química, reduzindo assim o volume de resíduos da indústria de curtumes destinados ao aterro.

Trabalho experimental na educação em ciência: epistemologia, representações e práticas dos professores

Dissertação de mestrado em Ciências da Educação: área de Educação e Desenvolvimento

Uma leitura pedagógica da construção histórica do conceito de energia: contributo para uma didáctica crítica

Tese de doutoramento em Ciêncas da Educação, área da Teoria Curricular e Ensino das Ciências

Argamassas de revestimento para alvenarias antigas

O presente trabalho decorre da importância crescente que o conhecimento das argamassas para edifícios antigos tem vindo a assumir. Pretende-se contribuir para o estudo da influência dos ligantes no comportamento das argamassas, em particular no caso da cal aérea e de componentes pozolânicos que com ela possam reagir directamente. As funções exigidas às argamassas para aplicação em edifícios antigos dependem de várias condicionantes e implicam que estas possuam um conjunto de características nem sempre fáceis de atingir ou compatibilizar. Fundamentalmente estas argamassas têm de proporcionar uma eficiente protecção aos suportes em que são aplicadas, evitando o desenvolvimento de mecanismos que conduzam à sua degradação. Para tal devem registar uma boa compatibilidade mecânica, física e química com os referidos suportes. Simultaneamente, e dentro do possível, devem apresentar características que permitam prevenir a sua própria degradação, incrementando a sua durabilidade face a acções específicas inerentes a edifícios antigos, como seja o ataque por sais solúveis. A tese foi dividida em duas partes organizadas em oito capítulos. Na primeira parte apresenta-se uma análise bibliográfica genérica sobre argamassas para edifícios antigos, enquanto na segunda parte é registado todo o desenvolvimento experimental. Para além de serem descritos os procedimentos experimentais utilizados, são comparadas argamassas diversificadas (situadas entre as de cal aérea e as de cimento, bem como argamassas pré-doseadas), argamassas produzidas a partir de diferentes preparações e tipos de cais aéreas e ainda caracterizadas várias argamassas de cal aérea com diferentes componentes pozolânicos, distintas proporções entre a cal e esses componentes e sujeitas a dois tipos de condições de cura. Apresentam-se ainda uma análise crítica, as conclusões do estudo e propostas para desenvolvimentos futuros do trabalho de investigação realizado. Palavras-chave: Ligantes, cais aéreas, componentes pozolânicos, condições de cura, caracterização de argamassas, argamassas para conservação, compatibilidades mecânica, física e química, sais solúveis.