O Inverno começou!

Solstício de Verão (para o hemisfério Norte)

O inverno começou oficialmente às 2h45min da madrugada deste domingo, 21 de junho. Teremos a noite mais longa do ano no hemisfério sul e o dia mais longo no hemisfério norte. Aqui no hemisfério sul estamos entrando oficialmente no inverno e lá no norte, acima do equador, inicia-se o verão.

Para saber um pouco mais vá até o blog Física na veia lá você encontrará uma otíma explicação sobre o assunto http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/

Entenda como os cientistas sabem a composição química dos planetas e estrelas

Como é possível determinar de que são feitas as estrelas ou atmosfera de Planetas se apenas sua tênue luz chega até nós?
A composição química dos objetos celestes é quase sempre feita através de uma técnica chamada espectroscopia, que nada mais é do que a análise do "espectro" produzido pela luz da estrela após passar por um prisma ou uma rede de difração, capaz de decompor a luz vinda do espaço em suas cores primárias.
Para entender como funciona o processo é preciso voltar um pouco no tempo e lembrar que em 1665 o físico Isaac Newton demonstrou que a luz branca, ao passar por um prisma de vidro se decompõe em diferentes cores, formando o um espectro contendo as cores do arco-íris.
Mais de um século depois, em 1802, William Wollaston repetiu o experimento de Newton, mas descobriu que quando a luz do Sol passa por uma fenda antes de passar pelo prisma, produz uma série de linhas escuras em algumas partes do espectro colorido.
Hoje sabemos que essas linhas escuras são as imagens da própria fenda vistas em diversos comprimentos de onda, mas na ocasião foram interpretadas pelo próprio Wollaston como sendo os limites entre as cores vistas no espectro.
O tempo passou e até o ano de 1820 um fabricante de instrumentos óticos chamado Joseph von Fraunhofer já havia observado mais de 570 linhas escuras em diversas regiões do espectro colorido.
Na ocasião, Fraunhofer apontou seu equipamento ainda rudimentar para as estrelas Sírius, Castor, Pollux, Capella, Betelgeuse e Procyon e também observou raias escuras sobre os espectros formados. O problema é que ainda não se sabia o que gerava as linhas.

Surge a Espectroscopia
O grande salto para a explicação das linhas observadas nos espectros aconteceu em 1856, após a invenção do bico de Bunsen, aquele bico de gás usado nos laboratórios de química e que tem a chama incolor. Como se sabe, quando se vaporiza algum material no bico de Bunsen, a cor emitida é a da própria substância e não a da chama do bico.
Robert Wilhelm Bunsen, o inventor do bico de Bunsen, tinha como colaborador um jovem físico chamado Gustav Robert Kirchhoff, já famoso por ter formulado as leis que governam o comportamento dos circuitos elétricos e que levam seu nome.

Kirchhoff sugeriu a Bunsen que a cor da chama vaporizada no bico de gás seria melhor observada se fosse passada através de um conjunto de lentes e um prisma. Durante muitos dias os dois cientistas vaporizaram diversas substâncias sobre a chama do bico, entre eles o sódio, mercúrio e cálcio. Cada elemento que era vaporizado produzia raias em diferentes posições do espectro.
Após muitas observações Kirchhoff e Bunsen concluíram que cada elemento químico produzia suas próprias linhas, o que significava que vistos através do prisma, cada um tinha uma assinatura própria, inconfundível.

Leis de Kirchhoff
Após muito pesquisar Kirchhoff formulou as três leis básicas da espectroscopia, necessárias para determinação da composição química de uma mistura de elementos.
1 - Um corpo opaco quente produz um espectro contínuo, seja sólido, líquido ou gasoso.
2 - Qualquer gás transparente produz um espectro de linhas brilhantes, atualmente chamadas de "linhas de emissão", sendo que o número e a posição destas raias dependem unicamente dos elementos químicos presentes no gás.
3 - Se a luz de um sólido (que produz espectro contínuo) passar por um gás com temperatura mais baixa, o gás frio causa o aparecimento de linhas escuras, atualmente chamadas de "linhas de absorção", sendo que a quantidade dessas linhas depende apenas dos elementos químicos presentes no gás.

Descobre-se o Hélio
Com base no trabalho de Kirchhoff, o astrônomo inglês Joseph Norman Lockyer descobriu, em 1868, uma nova linha no espectro solar que ainda não havia sido explicada. Como cada elemento tem uma assinatura espectroscópica própria, Lockyer batizou o novo elemento de "Helio", que em grego significa Sol.
O Hélio só veio a ser descoberto na Terra 27 anos depois, quando o químico inglês William Ramsay descobriu na vaporização do urânio uma linha na mesma posição espectral daquela encontrada por Norman no espectro do Sol.

Espectroscopia na Astronomia
Depois que Kirchhoff e Bunsen descobriram que cada elemento natural produz linhas espectrais próprias e Joseph Lockyer descobrir o elemento Hélio apenas observando o espectro solar, os astrônomos passaram a apontar seus "espectroscópios" para diversas estrelas, planetas e nebulosas e diversas propriedades dos objetos celestes se tornaram conhecidas.Atualmente a análise espectral não é feita apenas no seguimento visível da luz, que vai de 400 a 700 nanômetros, mas também nos comprimentos de onda do infravermelho e ultravioleta, onde os gases e sólidos apresentam propriedades diferentes. Além disso, os espectroscópios não usam mais os prismas para decompor a luz e sim redes de difração, uma espécie de anteparo com milhares de riscos que espalham os diversos comprimentos de onda da luz.

Relógio de Sol proposto na OBA

RELÓGIO DE SOL COM GARRAFA PET

Como você sabe, o Sol é a estrela da qual depende toda a vida na Terra e ele, felizmente, tem um
comportamento extremamente regular em sua aparente trajetória diária no céu. Usaremos esta regularidade para construirmos um relógio de sol.
Vamos orientá-lo para que construa um relógio, cujas horas serão lidas pela sombra de
um barbante esticado dentro de uma garrafa PET ao redor da qual estão marcadas as horas.
Você sabe que aparentemente o Sol gira ao redor da Terra e que gasta 24 horas para dar uma volta completa.
Num círculo temos 360 graus, logo, dividindo 360 graus por 24 horas obtemos 15 graus para cada hora. Ou seja, o Sol “gira” 15 graus em cada hora ao redor da Terra.
Nosso relógio será bem simples, pois terá só um ponteiro (o barbante dentro da garrafa) e somente as linhas das horas inteiras, ou seja, ele não vai marcar minutos e segundos.

A construção do relógio de Sol usando garrafa PET.
1. Providencie uma garrafa de refrigerante transparente e de paredes retas (cilíndrica) (a da coca-cola, apesar das curvas tem um pedaço que é reto (cilíndrica), então, também serve). Retire o rótulo (prefira garrafa que tenha pouca cola no rótulo).

2. Meça o comprimento da “cintura” da garrafa (na parte reta (cilíndrica), fora de curvas). Coloque uma tira de papel (ou de barbante) ao redor dela e depois com a régua meça o comprimento da tira de papel (ou do barbante). Digamos que este comprimento tenha sido de L
milímetros.

3. Em seguida vamos fazer o mostrador das horas. Divida o comprimento L por 24 (afinal o dia tem 24 horas), e vamos chamar de H à razão L/24, ou seja, H = L / 24. Numa folha de papel sem linhas, trace 13 linhas (não muito fininhas) paralelas, separadas pela distância H. O comprimento pode ser de 10 ou mais centímetros, pois não importa. Sobre cada reta escreve as horas de 18 horas (à esquerda) até as 6 horas à direita.

4. Recorte o papel bem próximo das linhas das 6 e 18 horas e fixe-o com pequenos pedaços de
durex sobre a parede da garrafa PET, de forma que as linhas fiquem ao longo do comprimento
da garrafa.

5. Agora a parte mais difícil. Deve ser feito por um adulto. Com a ponta de uma tesoura de
ponta fina, fazendo movimento de rotação num sentido e no outro, faça um furo bem no centro do fundo da garrafa e outro no centro da tampa.

Outra opção é: segurando com um alicate, ou tesoura de metal ou pano grosso, um prego, aqueça-o numa chama e encoste-o no fundo da garrafa, a qual será furada com extrema facilidade pelo prego quente.

6. Em seguida passe um barbante não muito fino pelo fundo da garrafa e pelo furo da tampinha. Dê vários nós (um sobre o outro) na ponta do barbante que está no fundo da garrafa, para que possamos esticar o barbante dentro dela. Amarre a outra ponta na tampinha de forma que o barbante fique esticado dentro da garrafa, sem fazer “barriga” se ela for colocada deitada.

7. A parte mais fácil: descobrir a LATITUDE da sua cidade (dica: pergunte à sua professora de geografia, ou consulte: http://www.apolo11.com/latlon.php ou http://www.aondefica.com/lat_3_.asp )

8. Recorte do transferidor, um triângulo que tenha a abertura exata da LATITUDE da sua cidade (começando pelo zero, claro) e cole-o sobre um papelão grosso de mesmo tamanho, claro.

9. Recorte um retângulo de papelão com a largura e comprimento similar ao da própria garrafa PET que está usando.

Faça um traço no centro do papelão ao longo do seu comprimento, de ambos os lados dele. Cuidadosamente cole o centro deste papelão sobre o primeiro, tal como mostra a figura 4.

10. Coloque a garrafa já montada de forma que a linha das 12 horas fique sobre o traço desenhado no centro do papelão retangular. Está pronto o seu relógio de sol (Figura 5)! Parabéns! Agora é só saber ORIENTÁ-LO para que a sombra do barbante projete sobre as “linhas das horas” a hora solar verdadeira, a qual pode ser bem “próxima” da hora do seu relógio de pulso, dependendo de sua longitude e época do ano.

Observação: Claro que o relógio de sol só funciona sob o Sol e numa certa direção privilegiada. Qual direção? O relógio de sol tem que ficar com sua base sobre a linha NORTE-SUL. Assim o barbante fica apontando (sua parte mais alta) para o PÓLO CELESTE SUL, se você mora no hemisfério Sul e apontando para o PÓLO CELESTE NORTE, se você mora naquele hemisfério.

A questão, então, é como determinar a direção Norte-Sul, certo? Veja os métodos abaixo:
Métodos de determinação da direção Norte-Sul:

· 1o Método: É a direção na qual a sombra (sobre um local plano) de
um poste, ou a sua própria sombra é a MENOR DO DIA. Parece o
método mais fácil, mas é o mais impreciso. Tente fazer e
descobrirá.
· 2o Método: fique você mesmo de pé, imóvel, sob o Sol, de manhã,
num lugar plano. Peça para seu colega fazer no chão um risco indo
do meio dos seus pés até o final da sua sombra. Peça para ele
também contornar os seus pés com um giz para você saber onde
pisar à tarde, pois à tarde você precisa ficar no mesmo lugar até que
a sua sombra da tarde fique do MESMO COMPRIMENTO que a
sombra da manhã. A direção Norte-Sul estará exatamente no meio
das duas sombras.
· 3o Método: Quase igual ao anterior, mas você finca uma vareta ou pendura um limão na ponta de um barbante e usa a sombra do barbante) num local plano, sob o Sol. Lá pelas 10 horas faça um círculo no chão, com raio igual à sombra do seu lápis (ou do fio vertical). Veja a figura acima.
À tarde coloque o lápis no mesmo lugar e veja quando a sombra fica do mesmo tamanho daquela da manhã, ou seja, ela vai encostar-se ao círculo novamente. A direção Norte-Sul é a linha que passa bem no meio das duas sombras.
· 4o Método: Use uma bússola, mas NÃO recomendamos, pois a bússola aponta para o norte magnético, o qual difere do geográfico e em alguns lugares difere muito!

Observação: Caso queira ver outras fotos do relógio solar, favor ir no site da OBA e procure em downloads - atividades práticas http://www.oba.org.br/ .

Modelos de Relógios de Sol

Construir um relógio de sol requer, muitas vezes, uma boa dose de planejamento, cálculo e habilidades manuais. Contudo explorar as diversas possibilidades e conceitos não requer um investimento grande em tempo, nem grandes habilidades manuais graças ao trabalho feito por Carl Sabanski. Este canadense, que mantém o site My Sundial, fez um excelente trabalho projetando, desenhando e disponibilizando diversos tipos de relógios de sol feitos a partir de uma folha de papel impressa (vide imagem acima) em uma impressora comum.
Além da grande quantidade de modelos disponíveis o interessante é que o Carl criou-os tanto para o hemisfério Norte quanto para o Sul. Pode parecer algo simples, mas mostra a sua preocupação conosco que moramos abaixo da linha do equador. Fato muito pouco comum nos sites e literatura especializada no tema.

Modelo Equatorial

Modelo Horizontal
Universal

Modelo Analemático

Construir e calibrar um relógio de Sol simples.

Fundamentação teórica:


O relógio de sol é, provavelmente, a forma mais antiga de se medir o tempo. Ele utiliza o movimento aparente do Sol que surge pela manhã no Leste e desaparece, à tarde, no Oeste.
Nessa versão super simples, ele será apenas uma haste vertical sobre uma prancha horizontal. A ponta da sombra da haste serve para indicar a hora do dia. Vamos descrever dois projetos de relógio solar, o primeiro bem simples e o outro um pouco mais elaborado e preciso.

Procedimento:

1) Esse relógio é construído com uma base plana e no centro uma haste fina e vertical. Leve o conjunto para um local ensolarado. As dimensões e o material da base e da haste ficam a seu critério. (veja a figura)




Use um relógio comum para calibrar seu relógio de Sol.Comece cedo e marque a posição da ponta da sombra da haste para cada hora completa. No exemplo da figura, foram marcados os pontos de 7 às 17 horas pois as sombras das 6 e 18 horas foram longas demais para o tamanho da base. Observe que a sombra é mínima perto do meio dia. A direção dessa sombra mínima indica a direção do meridiano do local, isto é, a direção Norte-Sul. Não é exatamente ao meio dia porque a hora oficial não coincide exatamente com a hora solar.
Esse relógio é muito fácil de fazer e calibrar mas é limitado pois só serve para uns poucos dias depois da calibração. Alguns dias depois, as linhas das horas vão mudar de direção e o relógio vai marcar horas erradas.


Conclusão:

Através deste simples método é possível construir um relógio de sol, desde que o nosso objetivo seja somente medir as horas por algumas semanas.

Astronomia na praça

Um bom exemplo a ser seguido é o projeto Astronomia na praça realizado por alunos de Física e Matemática da Unesp de Presidente Prudente, coodenados pelo Professor Dr. Angel Fidel Viche Pena.
Com o auxílio de um telescópio, um gerador, e um notebook o grupo leva a astronomia a todos os bairros da cidade de Presidente Prudente.
Também é distribuída uma cartilha contendo informações aos visitantes sobre assuntos relevantes à Astronomia e localização de planetas e constelações no céu.
Que tal desenvolver esse projeto com nossos alunos, poderia surgir daí um projeto Astronomia no pátio.