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Experimentandum por Lukasz Kowalewski
Mensagem escondida
O que preciso? - 1 imagem com uma mensagem (ver código QR) - 1 pedaço de acetato vermelho - 1 pedaço de acetato azul
O Arco-Íris O arco-íris deslumbra o nosso pensamento. É um fenómeno ótico e meterológico natural de uma beleza luminosa. O contraste entre o cinzento carregado do horizonte nebuloso e as cores vivas e radiantes do arco que surge à nossa frente quando o sol aparece por entre as nuvens, envolve a fronteira da mudança com um halo misto de espanto e maravilhamento. Se hoje compreendemos a natureza do arco-íris, muitos milénios houve na história da humanidade em que o seu aparecimento era sinal de intervenção divina a anunciar melhores tempos ou a celebrar alianças. Devemos a compreensão científica do arco-íris ao entendimento que foi sendo iluminado fisicamente sobre dois fenómenos óticos: a reflexão e a refração. Na reflexão, um raio de luz ao encontrar uma superfície dita refletora, como por exemplo um espelho, inverte o sentido de propagação segundo um ângulo bem definido. A refração ocorre quando um raio de luz passa de um meio, por exemplo ar, para outro, por exemplo água, e sofre uma mudança na sua direção de propagação, segundo um ângulo também bem definido e que depende da natureza dos dois meios atravessados. A reflexão é conhecida desde a Antiguidade clássica e está, por exemplo, descrita na geometria de Euclides (c. 300 a.C.). A refração só foi descrita matemáticamente em 1621 pelo holândes Willebrord Snellius, tendo sido, contudo, publicada alguns anos mais tarde pelo francês René Decartes. Assim, a lei que a designa é conhecida por lei de Snell, ou por lei de Descartes. Mas foi Descartes quem, em 1637, primeiramente discutiu, de um ponto de vista científico, a natureza do arco-íris. Contudo a sua comprensão deve muito ao inglês Isaac Newton que demonstrou, em 1666, que um raio de luz solar pode ser decomposto em várias luzes coloridas ao atravessar um prisma. Mas afinal, o que é o arco-íris e porque é que surge depois de uma tempestade ou forte chuvada e quando surge o Sol por entre as nuvens? Para o explicar é necessário sabermos, em primeiro lugar, que a luz visível irradiada pelo Sol é constituída por um conjunto de radiações eletromagnéticas que possuem frequências diferentes a que correspondem cores diferentes. Quando a luz do Sol atravessa o ar, todos os raios de frequência diferente que a compõem permanecem “juntos” criando a ilusão de se tratar de um único. Contudo, quando encontra e atravessa um meio diferente como seja um
cristal, um prisma ou uma gota de água, algo de maravilhoso acontece: a luz solar é refratada e decompõe-se no espetro das suas componentes coloridas (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta). Isto acontece porque cada uma das radiações que compõem a luz solar possuem, como já se disse, frequências diferentes a que correspondem energias diferentes. Ao mudar de meio cada um dos raios sofre um desvio na sua direção de propagação (é refratado) que é tanto maior quanto maior for a sua energia (frequência). Nos extremos do arco-íris encontramos a cor vermelha e o violeta a que correspondem respetivamente uma energia (frequência) menor e maior. No caso do arco-íris, o meio refratário que a luz Solar encontra é a gota de água. Vamos então tentar seguir, com ajuda da figura acima, um raio de luz no seu percurso através de uma gota de água que é aqui considerada como perfeitamente esférica para facilitar a explicação. Assim que o feixe de luz solar atravessa a superfície da gota no ponto A, sofre uma ligeira mudança na sua direção (é refratado). Ao atingir a superfície interna oposta da gota, ponto B, parte do feixe de luz é refletido no sentido oposto ao movimento que trazia e numa direção diferente, uma vez que esta superfície interna da gota funciona como um espelho côncavo. O feixe refletido atravessa então de novo a gota até sair dela no ponto C. Como neste ponto ocorre uma mudança de meio, a direção do feixe de luz é novamente ligeiramente alterada (refratada). Cada um dos componentes da luz solar sofrerá este mesmo percurso mas, por terem frequências diferentes, os desvios de direção sofridos por cada um deles será diferente. O resultado final é a sua separação num leque de feixes contíguos cada um com uma frequência específica e característica de cada uma das cores que podemos ver. Uma vez que uma gota de chuva típica é aproximadamente esférica isto produz um efeito na refração e reflexão da luz Solar que é simétrico em relação a um eixo imaginário que passe no centro da gota com a direção do feixe incidente. Por isso o arco-íris é circular. O feixe de luz inicial voltou desta forma para traz com uma nova direção, separado nos seus componentes coloridos e poderá atingir a retina do(a) leitor(a) caso estejam reunidas algumas condições. A primeira tem
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a ver com a posição do Sol. Este, que se encontra sempre atrás do observador de um arco-íris, terá que estar entre determinadas alturas no horizonte. Quanto mais baixo o Sol estiver, mais alto estará o arco-íris. Ao pôr do sol será possível ver um semicírculo completo com o arco de cor vermelha no topo do arco-íris a fazer um ângulo máximo de 42º com o horizonte. Como cada uma das componentes da luz solar sofre refrações e reflexões ligeiramente diferentes, eles “saem” da gota de água em direções que fazem um ângulo diferente com o horizonte. Quando vemos um arco-íris, o que realmente estamos a observar é o resultado da refração e reflexão da luz solar em diferentes gotas de água que se encontram a alturas diferentes, o que permite que os diferentes raios que saem em ângulos diferentes possam ser visualizados simultaneamente pelo mesmo observador. Gostava de chamar a atenção do(a) leitor(a) para o facto de em certas condições se poder observar ao mesmo tempo dois arco-íris. Descrevemos o trajeto do raio de luz solar através de uma gota de água. Mas nem toda a energia do raio sai da gota após este ter sido refletido. Uma “parte” do raio pode sofrer uma segunda reflexão no ponto C e atravessar de novo a gota emergindo dela num outro ângulo. O arco-íris que normalmente observamos é designado por primário e é o resultado de uma única reflexão do feixe de luz solar no interior da gota. O outro arco-íris é designado por secundário e surge devido à ocorrência de duas reflexões internas, o que faz com que os “raios vermelhos”, por exemplo, saiam da gota com um ângulo de 50º em vez de 42º. Isto ocasiona um segundo arco-íris no qual as cores estão invertidas relativamente ao primeiro como se de uma imagem espelhada do primeiro se tratasse. Na próxima vez que se deparar com a visualização de um arco-íris olhe mais para cima e tente descortinar este segundo arco-íris. Devido ao maior percurso do raio de luz dentro da gota, a intensidade deste é comparativamente menor, o que justifica que seja de difícil visualização e passe muitas vezes desapercebido. António Piedade Ciência na Imprensa Regional – Ciência Viva
Como fazer? 1- Imprimir a imagem a cores (9,5cm x 6,5cm). 2- Colocar o acetato vermelho em cima da imagem. 3- Colocar o acetato azul em cima da imagem. O que acontece? A mensagem foi escrita, de forma disfarçada, com tinta azul no meio de várias outras cores, com diferentes pigmentos, que filtram a radiação eletromagnética visível (luz visível) de forma diferente. Quando se coloca o filtro vermelho é possível perceber a mensagem secreta e no caso do filtro azul esta deixa de ser percecionada. As cores primárias da luz são: o vermelho, o verde e o azul, correspondendo às radiações a que são sensíveis os cones (células fotossensíveis no olho humano). O quadro mostra alguns dos resultados (cores percecionadas) que se podem obter com esta experiência, considerando que o observador não tem daltonismo ou outro “defeito” de visão. Conclui-se assim que a cor não é uma propriedade do objeto; é uma sensação e depende do observador, do material e da luz que o ilumina.
Biodiversus Guarda-rios
Nome vulgar: Guarda-rios Nome científico: Alcedo atthis L. Encontra-se distribuída de norte a sul do país, em maior número na metade sul e regiões litorais, numa grande variedade de habitats de água doce, salobra e por vezes salgada, desde estuários, orla e lagoas costeiras, pisciculturas, arrozais, valas, entre outros. É uma espécie muitas vezes associada à qualidade da água dum determinado local, já que é bastante sensível à acumulação de pesticidas e poluentes. A sua plumagem azul forte e iridescente, que faz com que, sob diferentes ângulos e intensidades de luz pareça ter diferentes colorações. Quando em repouso podem observar-se as manchas brancas brilhantes na garganta e laterais do pescoço e no peito e ventre um tom laranja-avermelhado. O bico é longo, afiado e robusto e a cauda e patas são curtas. Em média atinge os 17 cm de comprimento e cerca de 34 g. Cada indivíduo deve consumir diariamente cerca de 60 % da sua massa corporal e apesar de mostrarem preferência por peixes e invertebrados aquáticos, também podem consumir crustáceos, anfíbios e insetos terrestres. Para caçar mantém-se imóvel por longos períodos, em ramos secos, sobre a água. Para uma maior eficácia aprenderam a compensar a refração da luz, através de umas membranas nos olhos, que a polarizam. O acasalamento ocorre de março a julho e durante este período poderão acontecer duas ou três posturas, de 6 a 7 ovos cada, incubados durante 20 dias. A espécie é particularmente afetada pelas alterações ao uso das margens e leitos dos cursos de água, a poluição da água e a perturbação nas áreas de nidificação e de alimentação.
PROGRAMA ANUAL
DOIS HORÁRIOS DISPONÍVEIS Nasceu na Fábrica o Clube perfeito para ti! A sério. Só precisas de adorar ciências, querer saber mais… e ter uma hora livre por semana! É um desafio extracurricular, que te vai ajudar muito pelo ano fora, nas matérias da escola. Água, ar, som, luz, ímanes, electricidade, mecânica… os temas são tantos e tão interessantes! Participa e a cada presença carimba o teu “Ás” no Cartão de Sócio. A cada reunião semanal, os protocolos escapam das gavetas, os óculos pulam, as mãos mexem, as batas sujam-se, a curiosidade e o conhecimento aumentam e os sorrisos abrem! Não percas tempo, escolhe o teu horário (preferes a quarta-feira ou o sábado?) e inscreve-te já! Público-alvo 6 aos 10 anos Duração Ano lectivo (novembro’15 a julho’16) Horário às Quarta-feiras 18h00-19h00 - grupo I aos Sábados 11h00-12h00 - grupo II Local Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro Preço 25 euros/mês Inscrições 234 427 053 ou fabrica.cienciaviva@ua.pt
25
out
até
25 out 30 out Por exemplo, as tintas vermelhas refletem a luz vermelha e filtram a radiação azul e verde; por isso, quando se coloca um acetato vermelho (filtro que apenas deixa passar o vermelho) estas aparecem inalteradas, mas quando se usa o filtro azul as mesmas aparecem pretas, ou seja, nenhum dos cones é ativado. As tintas magenta refletem o azul e o vermelho, as tintas azul ciano refletem o azul e o verde, e as amarelas refletem o verde e o vermelho.
31 out 17 out >
15 nov
Ciência na Agenda 11h00 Domingo de manhã na barriga do caracol, >12h00 na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
09h30 Exposição Itinerante de Hologramas – >18h00 “Janelas de Luz”, na Reitoria de Universidade
de Aveiro.
21h30 Cafés de Ciência / Conversas com Luz – “Termómetros de Luz”, com Luís Carlos, no Hotel Moliceiro.
21h00 Halloween na Fábrica – “Pedaços de breu,
>00h00 patas de aranha, fumos claros e outros
“feitiços” raros”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
Exposição resultante do Concurso de Fotografia Glicínias Plaza - “Luz em Flash”, no Centro Comercial Glicínias Plaza. Perspetivas Arte&Ciência - Exposição Coletiva de Imagens Científicas “Nanos”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro 2015