Uso do laser no dia a dia

Laser pointer: Os sinalizadores usados por palestrantes foram parar no futebol. Os raios apontados pela torcida podem cegar os jogadores.

Impressão: O laser marca o conteúdo a ser impresso em um tambor sensível à luz. As áreas marcadas atraem um pó colorido (toner), absorvido pelo papel ao passar pelo tambor. 

Depilação a laser: Os fótons queimam o pelo até a raiz. Mas dizer que essa depilação é definitiva não passa de mito.

Leitor de código de barras: O laser incide nas regiões claras e escuras e retorna a informação para o sensor. Os dados viram sinais elétricos e são processados por um computador.

Leitor de CDs e DVDs: A luz do laser incide nos relevos microscópicos dos discos, em que os dados estão gravados. 

Corte e solda de metais: Lasers com altíssima temperatura são usados na indústria metalúrgica. O feixe de luz é acompanhado por ar comprimido para completar o corte. 

Remoção de tatuagem: Feixes de luz específicos para cada cor de pigmento penetram na pele e só atuam onde está pintado – a pele sem tinta fica sem dano. O procedimento dura várias sessões.

Cirurgia ocular: Cortar a retina com luz, em vez de bisturi, diminui o risco de infecção. O calor também evita a hemorragia, pois cauteriza os vasos seccionados.

Holografia: É um feixe de luz concentrada que desenha aquelas imagens 3D coloridas, em fundo prata, impressas em cartões de crédito e figurinhas.

Sistema antimísseis: Os EUA estão testando um avião que abate foguetes. Antes de chegar ao alvo, o míssil é superaquecido e detonado por um laser que o segue durante cinco segundos.

Fonte bibliográfica:

http://mundoestranho.abril.com.br/tecnologia/como-funciona-o-raio-laser/

Raio Laser

O raio laser é formado por partículas de luz (fótons) concentradas e emitidas em forma de um feixe contínuo. Para fazer isso, é preciso estimular os átomos de algum material a emitir fótons. Essa luz é canalizada com a ajuda de espelhos para formar um feixe. 

A tecnologia foi criada em 1960 por Theodore Maiman. Na ocasião, o físico americano estimulou átomos de rubi a emitir luz concentrada. Desde então, o laser evoluiu e atualmente é empregado em aparelhos caseiros, cirúrgicos, industriais, militares e espaciais – raios laser já foram usados até para medir a distância entre a Terra e a Lua. 

Embora seja possível criar armas para cegar inimigos e para interceptar mísseis (aquecendo-os até explodirem), pistolas que disparam laser não devem deixar de ser ficção científica tão cedo.

Criar um laser parece uma balada, com muita energia, iluminação frenética e jogo de espelhos.

Todo laser precisa de um princípio ativo que pode ser sólido, como o rubi, ou gasoso, como o dióxido de carbono, dentro de uma câmara fechada. Os átomos do material são estimulados para gerar luz, principal ingrediente de um raio laser.  

Para que haja a emissão de luz, é preciso excitar os átomos do princípio ativo. O estímulo pode ocorrer por eletricidade, pela luz de outro laser menos potente, por uma fonte de luz ou por reações químicas. Isso energiza os elétrons e os estimula a tentar escapar dos átomos.  

A tendência dos átomos excitados é voltar à estabilidade, com os elétrons voltando ao seu estado original. Quando isso acontece, a energia que estimulou o elétron se dissipa em forma de partículas de luz (fótons).  

Além da energia externa que alimenta o canhão de laser, os fótons também excitam os átomos vizinhos. Com isso, rola a amplificação da luz. O termo é mencionado na sigla que forma a palavra laser (luz amplificada por emissão estimulada de radiação, em português).  

Uma dupla de espelhos exatamente paralelos ordena os fótons que circulam agitados pelo cilindro. Em vez de ricochetear para todos os lados, os fótons passam a circular no mesmo sentido, formando um feixe de luz coerente, ou seja, em que a luz não se difunde.  

O espelho frontal não reflete toda a luz que incide nele. Ele deixa escapar do canhão 2% do feixe de luz coerente. Esse é o raio laser! O material usado para criar o raio determina a cor do feixe. A potência do laser é regulada pela quantidade de energia gasta para estimular a emissão de luz.

Fonte bibliográfica:

http://mundoestranho.abril.com.br/tecnologia/como-funciona-o-raio-laser/

Analógico x Digital

Você já deve ter ouvido falar de “mundo digital”. Para muitos, a digitalização é a responsável pela transformação do modo de vida moderno. 

Mas o que há de especial em ser “digital”? A primeira coisa que vem em mente quando pensamos nesse termo são as “impressões digitais”. 

Mas, além disso, podemos lembrar também que a maioria das calculadoras tem oito dígitos (que são a sequência máxima de algarismos que aparecem no visor). 

A grande revolução  foi causada pela digitalização da informação. Ou seja, palavras, frases, imagens, sons foram transformados em códigos que podem ser facilmente transmitidos.  

A revolução nas comunicações começou com a invenção do telégrafo e tomou proporções enormes com o advento da informática nas décadas de 1950 e 1960. 

O que diferencia a comunicação digital da analógica é que, na última, o princípio básico é a transmissão de oscilações  que têm características semelhantes às da onda que as produziu. 

Essa transmissão pode ser por meio de ondas eletromagnéticas, ondas mecânicas ou mesmo na forma de oscilações de  correntes alternadas em um fio. Assim, a onda sonora é transformada em outro tipo de onda,  que tem maior alcance na transmissão e é retransformada em som na recepção.  

Já na comunicação digital, o princípio básico é a decodificação de uma informação em um código binário e a transmissão dessa informação por meio de pulso ou sinais de dois tipos  que são recodificados no fim do processo. 

Algo interessante de notar é que, na transmissão analógica, um pequeno “abalo” na oscilação que está sendo transmitida pode modificar algumas de suas características (a diminuição na amplitude da onda em um ponto, por exemplo)  e isso se torna um ruído na transmissão. 

Já no caso da transmissão digital, como o processo  se resume a dois tipos de sinal, que geralmente são bem distintos, um pequeno problema de  transmissão não abala a comunicação, pois a natureza da informação se preserva.

Resumo:

A transmissão analógica modula uma onda portadora de  forma proporcional ao sinal sonoro. Em princípio, ela é bem fidedigna, mas pode sofrer perturbações, como interferências que produzem ruídos. 

A transmissão digital pode reduzir os ruídos de comunicação e ser menos suscetível a interferências, já que certos problemas de trans- missão podem ser resolvidos por softwares. Mas, visto que  ela transforma a informação original, que era ondulatória,  em algo diferente (combinação de zeros e uns – 0 e 1),  perde-se parte da informação.

Fonte bibliográfica:

Caderno do professor – Física, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 2. São Paulo: Nova Edição, 2014 – 2017. 

Código Morse

Desenvolvido em 1835, pelo pintor e inventor Samuel Finley Breese Morse, o Código Morse é um sistema binário de representação à distância de números, letras e sinais gráficos, utilizando-se de sons curtos e longos, além de pontos e traços para transmitir mensagens.  

Esse sistema é composto por todas as letras do alfabeto e todos os números. Os caracteres são representados por uma combinação específica de pontos e traços. Para formar as palavras, basta realizar a combinação correta de símbolos.  

As mensagens são transmitidas por meio e intervalos de som (apito) ou luz (lanterna), podendo ser captadas por diversos aparelhos, como, por exemplo, o radiotelégrafo e o telégrafo. 

Esse meio de comunicação foi muito utilizado por marinheiros durante o século XIX. O primeiro registro de resgate marítimo depois de pedido de socorro utilizando o Código Morse ocorreu em 1899, no Estreito de Dover.  

Em meados do século XIX, a utilização do Código Morse se popularizou rapidamente, atingindo praticamente todos os países europeus. Em 1865, após a realização de algumas modificações no sistema, o Congresso Internacional Telegráfico regulamentou o Código Morse Internacional, que proporcionou maior dinamismo às comunicações.  

Com a invenção do telefone, no fim do século XIX, o Código Morse caiu em desuso. O desenvolvimento de novas tecnologias de comunicação mais eficazes desencadeou a substituição desse sistema por outros aparelhos. 

Na França, por exemplo, o Código Morse deixou de ser utilizado pelas grandes navegações desde 1997.

Fonte bibliográfica:

http://brasilescola.uol.com.br/geografia/codigo-morse.htm

Caderno do professor – Física, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 2. São Paulo: Nova Edição, 2014 – 2017. 

Experiência: Latafone

Pegue duas latinhas e faça um  furo bem pequeno no fundo de cada uma delas. Passe a ponta de uma linha de pesca ou outra similar, dê um nó e cole o fio com fita adesiva no fundo da lata pela parte de dentro, como mostra a figura.

Para conversar, basta manter o fio bem esticado. Quem for falar deve aproximar bem a boca de uma das latas e quem for ouvir deve aproximar o ouvido da outra lata.

O som é uma onda mecânica. Portanto, necessita de  meios físicos para se propagar. No caso do experimento,  ele se propaga pelo fio que une as latas.

O som da voz faz vibrar o ar dentro da lata; este transmite  a vibração para a lata, que, por sua vez, a transmite para  o fio. Quando a vibração chega a outra lata, ocorre o processo inverso, permitindo que a outra pessoa ouça.

Como a vibração se transmite do ar para a lata e deste  para o fio, caso o fio esteja frouxo ele não será capaz de transmitir a vibração. Se o furo não for pequeno, a vibração  pode não ser transferida de forma apropriada para o fio.

A comunicação analógica possui certas limitações, pois é transmitida por meio de oscilações  e uma pequena perturbação nesse sistema pode modificar algumas características dessas oscilações, o que gera ruídos na comunicação.

Fonte bibliográfica:

Caderno do professor – Física, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 2. São Paulo: Nova Edição, 2014 – 2017.