Preto e Branco

Com a chegada da primavera, depois de um período longo de confinamento e como um receio de uma nova vaga, os cidadãos procuram, cada vez, passeios/viagens pelo natureza, dos locais recônditos e pouco explorados, em oposição ao turismo de massas.

Esta tendência vê-se refletida nas diferentes publicações que surgem nas redes sociais, com especial destaque para as fotografias de natureza. Assiste-se a “explosão” de imagens da natureza no que aparenta ser uma uma nova relação Homem-Natureza assente nesta captação do instante, na perpetuação, no espaço e no tempo, do momento. Momento esse que pode ser observado no instante imediatamente a seguir a ele ser produzido fruto da digitalização da fotografia. Esta ferramenta útil, na medida que nos permite olhar para o produto final de modo instantâneo, retira-nos a possibilidade reflexão mais cuidada sobre momento captado, na medida em que, visto o produto final, avançamos imediatamente para o seguinte na procura do momento perfeito. Voltar ao modo analógico, através do processo de revelação existente no final século XX, pode ajudar a ligar da procura do momento perfeito e focar a atenção no momento presente.

O processo de revelação, tal como toda a fotografia desenrola-se em torno da luz. Mas o que é exactamente a luz? 

A luz visível é um fluxo de energia radiante proveniente do Sol, ou de outra fonte de luz radiante. As suas características principais são quatro e ocorrem em simultâneo. A luz comporta-se como se se propagasse na forma de ondas, à semelhança das ondas na superfície das águas. Os diferentes comprimentos destas ondas dão aos olhos a sensação de diferentes cores. Por outro lado, a luz propaga-se em linha recta e uma grande velocidade, 300000 km/s, no vazio, um pouco menos no ar e ainda um pouco menos em substâncias mais densas como a água ou o vidro. 

A luz apresenta uma natureza dualista, isto é, em determinados fenómenos comporta-se como onda, mas em outros comporta-se com se fosse uma partícula de luz – fotão. 

No processo de revelação de uma fotografia a preto e branco, associado ao fenómeno da luz existe também uma reacção de oxidação-redução. Este tipo de reacções químicas é caracterizado pela transferência de electrões. A película fotográfica a preto e branco é uma tira clara, contendo celulose e coberta de grãos de brometo de prata, AgBr. A exposição do filme activa o brometo de prata, passando para um estado excitado, AgBr*. Em seguida, o filme exposto é tratado com um revelador, substância contendo um agente redutor moderado. 

No processo de oxidação-redução, os iões Ag+, no brometo de prata excitado, AgBr*, são preferencialmente a prata metálica. A quantidade de partículas pretas de prata metálica formadas sobre o filme é directamente proporcional à quantidade ou intensidade da luz que originalmente incidiu sobre o filme. O AgBr que não reagiu tem que ser removido do filme, caso contrário, podia reagir lentamente, tendo como consequência que o filme ficaria completamente negro. Para evitar esta reacção indesejável, o filme é rapidamente tratado com um “fixador”, normalmente uma solução de tiossulfato de sódio. 

O processo descrito anteriormente, corresponde à preparação de um negativo a preto e branco. A imagem positiva pode ser obtida fazendo incidir luz através do negativo sobre o papel fotográfico e repetindo o procedimento de revelação. Como as regiões brancas da imagem fotografada aparecem pretas no negativo, ficam opacas e originam áreas não excitadas (brancas) no papel fotográfico. Desta forma, este processo inverte as áreas claras e escuras do negativo de forma a produzir a imagem desejada. 

Este processo de revelação de fotografias a preto e branco reflecte a ideia que Michael Lanford tem da fotografia ao referir-se que “a fotografia consiste essencialmente num conjunto de ciência prática, imaginação e desenho, habilidade técnica e capacidade organizativa”.

figuras de lichtenberg

Hoje trago-vos as figuras de Lichtenberg; estas são ramificações semelhantes a árvores criados pela passagem de descargas elétricas de alta voltagem ao longo de uma superfície ou no interior de materiais eletricamente isolantes.

Este fenómeno foi descrito pela primeira vez em 1777 por George Christopher Lichtenberg.

Para a criação destas figuras é necessário um materialmente eletricamente isolante; normalmente o polimetilmetacrilato, normalmente conhecido por acrílico, contudo este material deve ser cortado e polido para que fique transparente, semelhante ao vidro. O acrílico tem uma combinação única de alta clareza ótica e propriedades elétricas e mecânicas superiores, sendo mesmo mais transparente do que o vidro. Este tipo de experiências também pode ser feito em outros materiais, mas com diferentes graus de sucesso.

As descargas elétricas podem ser realizadas com cargas positivas ou negativas e a diferença entre o que ocorre em ambos os casos também foi estudado: cargas positivas geradas por um terminal de alta tensão geram figuras semelhantes a estrelas com caminhos longos e ramificados; já cargas negativas geram figuras em forma de leque ou concha mais curtas e arredondadas.

São injetados eletrões em acrílico usando um acelerador de partículas de 5 milhões de volts. A parte mais importante do dispositivo é o tubo do acelerador que se encontra em vácuo e cuja tensão se encontra entre 1 e 5 milhões de volts. Na parte superior do tubo, os eletrões são emitidos por um pequeno filamento de tungsténio incandescente. O filamento encontra-se ligado ao terminal negativo de uma fonte de alimentação ajustável de vários milhões de volts. Esta configuração cria um campo elétrico que acelera os eletrões emitidos pelo filamento.

Quando um pedaço de acrílico é irradiado e um elevado número de eletrões acumula-se dentro do material criando uma nuvem fortemente carregada – designada por carga espacial. Como o acrílico é um excelente isolante elétrico, os eletrões ficam temporariamente aprisionados dentro do acrílico. À medida que os eletrões se acumulam dentro do material, o stress elétrico aumenta-se e a figura mantém-se.

As figuras ramificadas aparecem porque foram depositadas por pequenas faíscas de eletricidade estática. As faíscas depositam manchas isoladas de carga elétrica na superfície à medida que cintilam ao longo da superfície do material isolador. Quando são depositadas na superfície do material isolador, as cargas elétricas permanecem retidas porque o material isolador as impede de se moverem ou dissiparem.

Têm abaixo um dos vídeos em que podem entender como tudo é feito na prática.

Aproveitem e até à próxima! Até lá! 😊

garrafa de whoosh

Esta é uma das minhas reações químicas favoritas, considerando a forma como entretém miúdos e graúdos cada vez que a faço em público.

Esta experiência foi especialmente desenhada para estudantes de Química. Vamos ver o que envolve!

A experiência envolve:

– Uma garrafa de policarbonato grande: a forma mais fácil de arranjar uma é dos dispensadores de água; deve estar limpa e seca, mas pode demorar até vários dias a secar depois de estar vazia. É bastante importante que esteja completamente seca para que a experiência pode funcionar.

– Álcool: pode ser metanol, etanol, propano-1-ol ou propano-2-ol; um volume de pelo menos 40 cm3 é necessário. O álcool deve ser usado sem ser aquecido.

– Fósforos.

Colocarem a quantidade requerida de álcool na garrafa de policarbonato; fechar a garrafa e agitar. Ao agitar a garrafa, o álcool deve espalhar-se pelas paredes e o topo da garrafa, de tal modo que o álcool tenha tocado em todas as partes do interior da garrafa. É importante que o álcool dentro da garrafa seja agitado durante alguns minutos. Tirem o restante do álcool que sobra para um copo ou um gobelé.

Posteriormente, colocar a garrafa em uma superfície segura (se preparado devidamente e distante das outras coisas, o chão pode ser uma superfície segura!) e tirar a rolha. É importante limpar a parte de fora da garrafa com um pano seco, para ter a certeza de que todo o fogo criado fica dentro da garrafa e não há a possibilidade de sair.

Nesta altura, todas as pessoas estar afastadas e com uma proteção de olhos e apenas a pessoa responsável deve estar perto da garrafa; acendam um fósforo e coloquem dentro da garrafa e vejam o que acontece.

A pessoa responsável deve sair de perto da garrafa deve afastar-se assim que o fósforo é colocado na garrafa. É importante que se use uma pinça longa ou uma simples tenaz para segurar os fósforo; é importante manter o fogo afastado das nossas mãos o mais possível.

Uma forma de se ver melhor é fechar os estores e apagar as luzes e a chama ver-se-á bastante melhor. Uma outra forma de ver como a concentração dos produtos é importante, podem sempre colocar álcool com diferentes concentrações nas várias garrafas e verem como a chama é diferente.

Neste caso, a chama é usada para que as pessoas entendam quão poderosas são as reações químicas e a quantidade de energia que elas envolvem aquando da combustão de álcoois.

É importante saberem que esta não é uma das experiências que devam fazer por casa; em contrapartida, há imensos vídeos no Youtube por isso entretenham-se por lá e, por favor, não peguem o fogo a nada. 😊

Para os mais pequenos, podem pedir ao vosso professor(a) de ciências e/ou físico-química para fazerem isto na escola e com todas as condições de segurança. Se houverem professores de físico-química por aí, esta é uma ótima maneira de cativarem os vossos alunos. 😊

Enquanto não regressam às aulas, procurem whoosh bootle no Youtube e divirtam-se! Comecem pelo vídeo que está abaixo. 😊

No vídeo abaixo conseguem ver as diferenças na chama de acordo com as concentrações. Há ainda vídeos em slow motion da chama que é formada dentro da garrafa, que é apenas das coisas mais bonitas. 😊

Até lá!

Campo elétrico

Olá a todos!

Não vos vejo por aqui há imenso tempo; por conta destes tempos conturbados e da quantidade de horas de trabalho que tenho feito como profissional de saúde.

Sabendo que estes tempos não são fáceis para todos nós, mas especialmente para as crianças; é difícil entretê-las por casa e procurar imensas atividades que os possam ajudar a aprender. Hoje, é justamente isso que vos trago; é divertido para as crianças e os que já percebem um pouco de ciências e estudo do meio adoram estas coisas.

Esta é uma experiência que podem fazer aí por casa e entretê-los durante algum tempo.

Ora, trata-se de física, claro está; mas toda a física pode ser divertida desde que escolhamos as experiências mais adequadas para mostrar aos mais novos e os motivar.

A experiência que vos trago hoje permite ver um campo elétrico e os seus efeitos (especialmente interessante se alguns dos pequenos aí por casa anda a estudar o assunto!) e só precisam de um candeeiro de eletricidade estática (quase todos nós temos um por casa e por si só já são divertidos) e uma lâmpada (verifiquem se a lâmpada não está fundida. Se estiver, a experiência não vai funcionar).

Vá, eu dou-vos algum tempo para irem buscar tudo.

Já foram? Estão de volta? Boa!

Liguem o candeeiro à tomada. Agora desliguem as luzes e tudo se vê bastante melhor! 😊

Divirtam-se a colocar as mãos no candeeiro: coloquem uma mão, várias mãos e vejam as diferenças.

Quando já se tiverem divertido o suficiente, vão buscar uma lâmpada e aproximem a parte de cima da lâmpada do candeeiro (tal como fizeram com as vossas mãos). O que é que acontece?

Viram? Viram? Viram que a lâmpada acendeu e não estava ligada a nada? A lâmpada apenas tocou ou estava próximo do candeeiro, mais nada! Tenham cuidado para não tocar no casquilho da lâmpada, depois de algum tempo acaba por ficar quente por isso cuidado com essas mãos!

Podem experimentar colocar a lâmpada em diferentes partes do candeeiro e ver como a intensidade da luz muda quando a afastam e aproximam.

Porquê é que isto acontece?

Ora vamos lá… O candeeiro de eletricidade estática funciona como uma bobina de Tesla. Estão a ver aquela bola bem no centro do candeeiro, de onde parecem que saem todos aqueles raios? Dentro dessa bola estão imensas bobinas pequenas; essas contêm eletrões que oscilam dentro das bobinas a uma frequência bastante elevada. Tal faz com que os átomos à volta das bobinas se mexam tanto que os seus eletrões se libertam.

Agora, estão a ver toda a parte do globo (quando o candeeiro está desligado, está completamente vazio) existe um vácuo parcial, ou seja, existem muito pouco ar nessa zona, o que faz com que seja mais fácil de vermos todos os raios elétricos assim que ligamos o candeeiro. Todos os raios que vemos estão a sair do candeeiro; isso acontece porque a intenção deles é chegar ao ar.

Quando tomos no candeeiro forma-se um fio de eletricidade desde o centro até à ponta do nosso dedo, nós funcionamos como condutores para que os eletrões possam ir desde o candeeiro até ao chão.

Quando aproximamos uma lâmpada do candeeiro, acontece o mesmo que com o nosso corpo, mas os efeitos são visíveis e por isso a lâmpada acende.

Divirtam-se por aí, enquanto se mantêm seguros por casa.

Depois digam-nos como correu. 😊

Até lá!

O Scientificus é um projecto de promoção da cultura científica, procurando aproximar a Ciência dos Cidadãos. Este projecto pretende ser um espaço independente, inovador, empreendedor e dinâmico de divulgação da Ciência.