REFLEXÃO DE ONDAS SONORAS - SONAR

SONAR (sound navigation rancing)

Autor: Prof. Edson Osni Ramos (Cebola)

Sempre que você ouve alguém falando, significa que ocorreu uma produção de ondas sonoras que sensibilizaram seu aparelho auditivo.
Sendo as ondas sonoras de natureza mecânica, necessitam de meio material para se propagarem, não se transmitindo, portanto, no vácuo. São diferentes das ondas eletromagnéticas (luz, sinal de rádio, raio X, etc.) que podem se propagar também onde não há matéria.
Esse conhecimento nos leva a perceber absurdos que aparecem nos chamados filmes de ficção científica. Provavelmente você já assistiu filmes onde são mostrados “combates” entre naves espaciais que, ao explodirem, possibilitam a amigos e inimigos escutarem o “som” da explosão. Como pode ter som se o meio espacial é vácuo?
Muitas vezes falamos “som” e “onda sonora” como se fossem a mesma coisa. É conveniente lembrarmos que todo som é uma onda sonora, mas nem toda onda sonora é som.
Denominamos som apenas às ondas sonoras com freqüências entre 20 hertz e 20.000 hertz (que são capazes de sensibilizar o ouvido humano). Ondas sonoras com freqüências abaixo de 20 Hz são denominadas “infra-sons” e acima de 20.000 hertz, “ultra-sons”. Embora sejam perceptíveis por alguns animais (cachorros e morcegos percebem ultra-sons), essas ondas não sensibilizam o ouvido humano, portanto não as percebemos.
A utilização de ondas ultra-sônicas vem sendo utilizada pelos homens desde 1900, quando o francês Galton inventou um aparelho que emitia e recebia ultra-sons e que foi usado para fins militares (detecção de barcos e submarinos).
Esse aparelho, ainda hoje um exemplo clássico da aplicação de ultra-sons, é o SONAR (sound navigation rancing = localização de navegação pelo som).
Através desse aparelho, emite-se ondas sonoras (ultra-sons) de um barco para o fundo do mar (ou rio, etc). Essas ondas, após refletirem-se no fundo, voltam e são detectadas pelo aparelho. Como se sabe a velocidade de propagação das ondas sonoras na água e determinando-se o tempo entre a emissão e a recepção da onda refletida, pode-se saber a distância entre a fonte emissora e o local onde ocorreu a reflexão. Através disso, pode-se fazer o mapeamento do fundo do mar.
Se você sabe a profundidade em determinado local (basta observar as cartas náuticas) e ao emitir um sinal de sonar percebe que a reflexão ocorreu em menos tempo do que deveria, ou seja, que o sinal refletiu em um ponto acima do ponto da profundidade local, é porque existe algo acima do leito do mar (um cardume de tainhas, por exemplo). Então solta-se a rede...

A natureza já utilizava os sonares muito antes da tecnologia humana os desenvolver. Os morcegos, animais de hábitos noturnos que a maioria das pessoas associa a coisas ruins, como vampiros e monstros, possuem um aparelho óptico muito rudimentar; seus olhos são do tamanho de uma cabeça de alfinete, o que lhes permite distinguir, no máximo, o claro do escuro.
Então, para suas locomoções noturnas e para localizar suas presas ele se utiliza de um dispositivo natural chamado eco-orientação, que funciona como um SONAR. Ele emite ondas sonoras curtas, na faixa do ultra-som, inaudíveis ao ser humano, e depois intercepta o eco dessas ondas refletidas por algum objeto. Por instinto, consegue saber a que distância a onda refletiu, podendo, então, contornar os obstáculos quando se desloca ou atingir sua presa quando for o caso.
Esse sistema do morcego é tão preciso que ele é capaz de “perceber” um arame esticado a sua frente e contorná-lo, mesmo na mais absoluta escuridão.
Quero ver se os humanos serão capazes de um dia atingir essa precisão!

Ainda é bastante grande a utilização de ultra-sons na indústria, na aplicação de soldas mecânicas e até na limpeza de peças e materiais.
Na Medicina, são utilizados desde no exame clínico para diagnóstico até em terapias, como na fisioterapia a base de ultra-som.

Uma das coisas marcantes a qualquer casal é a realização de exames pré-natal onde, através da utilização de ultra-sons, pode-se "ver" o bebê, observar seus movimentos, etc.
É inesquecível!

ILUSÕES DE ÓPTICA

NEM SEMPRE VEMOS O QUE PENSAMOS VER

Autor: Prof. Edson Osni Ramos (Cebola)

Sabemos que, durante a noite, a luminosidade existente nem sempre é suficiente para que nossas células fotossensíveis responsáveis pela visão colorida, os cones, sejam excitadas. Como em nossa retina o número de bastonetes (aproximadamente 120 milhões), responsáveis pela visão "em preto-e-branco", é absolutamente maior do que o número de cones (aproximadamente 6 milhões), é "mais fácil" vermos dessa forma, ou seja, a visão em "preto-e-branco" necessita de menos luminosidade.
No cérebro, a “mensagem luminosa” enviada através do nervo óptico é decodificada, no que denominamos de imagens dos corpos, com suas respectivas cores. Na retina humana, as células fotossensíveis denominadas de cones (receptores de luz) podem captar apenas três tipos de radiações luminosas: luz vermelha, luz azul e luz verde, com suas respectivas combinações, que nos permitem distinguir todas as cores do espectro luminoso.
Por exemplo, se você observa um objeto iluminado por luz branca e cuja cor é azul, apenas os receptores de azul são sensibilizados, de tal forma que o cérebro decodifica a “mensagem” recebida como sendo “cor azul”. Se a cor do objeto for amarela, são sensibilizados os receptores verde e vermelho. Nesse caso, esses receptores captam verde e vermelho, cujas luzes misturadas fornecem a luz amarela. Assim, o cérebro decodifica as radiações incidentes como sendo de cor amarela.
Esse modelo dos três receptores justifica a maioria das situações da visão, porém existem circunstâncias em que ele não explica o fenômeno.
Por exemplo, se você observar a figura ao lado, olhando-a fixamente por uns 30 segundos e, após, fixar seu olhar em uma parede branca, bastante iluminada, vai observar que “aparece” na parede uma outra figura, “diferente” da que você estava observando.
Experimente fazer!
Como explicar o ocorrido?
Dentro do modelo dos três receptores luminosos não é possível.
Há algum tempo atrás, se falava em “fadiga das retinas” para explicar tal fato. Dizia-se que, quando seu aparelho óptico “trabalhava em excesso”, isso podia ocorrer. Mas, essa explicação não justifica o fato o ocorrido.
Assim, também muitos dos “enganos” visuais, as tais “ilusões de óptica”, que são fenômenos mais psicológicos do que físicos, não podem ser explicados pelo modelo dos três receptores de luz.

A figura ao lado representa uma caveira ou uma moça diante de um espelho?

E na figura abaixo, quantas linhas horizontais aparecem?

Essas Mulheres e Outras Histórias

Para ver as fotos do lançamento do meu livro, Essas Mulheres e Outras Histórias, entre no site: www.olharcomunicacao.com .
O meu amigo Luiz Carlos Brasil é, realmente, um fotógrafo brilhante.
Obrigado a ele e a todos aqueles que partilharam comigo de um momento especial.
Valeu!
Cebola
PS: o livro está à venda nas Livrarias Catarinense e na banca da rua Tiradentes, nas imediações do Colégio Energia.

CLIMA EM TRANSE

No Brasil não existe furacão!

Autor: Prof. Edson Osni Ramos

É isso que ouvimos desde pequenos, porém o que ocorreu em nosso Estado de Santa Catarina, em 26 e 28 de março de 2004, foi a passagem de um furacão.
Esse fenômeno meteorológico, que se formou no sul do oceano Atlântico, ganhou o nome de “Furacão Catarina” (observe a figura ao lado, com foto - Nasa - 26/03/2004 - onde foram assinalados os Estados do sul do Brasil).
Mas, será que algo assim poderá ocorrer outras vezes?
É o que vamos ter que descobrir, só que antes precisamos entender o que houve em Santa Catarina e no Rio Grande do Sul na ocasião.
De abril a junho, é comum acontecerem ciclones extra-tropicais, que são tempestades com ventos que chegam a alcançar pouco mais de 100 quilômetros por hora e que são responsáveis por ressacas no sul e no sudeste do nosso país.
O furacão Catarina era um desses fenômenos. Porém, no dia 26 de março de 2004, por alguma razão que ainda não foi explicada, o fenômeno ganhou intensidade no mar e veio em direção ao continente com ventos acima dos 150 quilômetros por hora, o que o qualifica como o primeiro furacão a atingir o Brasil. Até então, um fenômeno meteorológico desse tipo nunca tinha sido registrado no Atlântico Sul.
Os pesquisadores estão considerando duas possibilidades: ou isso é um evento raro que só ocorre pouquíssimas vezes ou já é o primeiro sinal das mudanças climáticas que o planeta estaria sofrendo em função da poluição produzida pelo homem.
Só saberemos qual das alternativas é a correta quando mais observações forem feitas. O furacão pegou todo mundo de surpresa, até o mundo científico!
Para alguns cientistas brasileiros, o que houve não foi um furacão, mas um ciclone extra-tropical de maior intensidade. Só que os centros de estudos de furacões do Canadá, dos Estados Unidos e do Reino Unido, que são muito bem equipados e contam com cientistas especializados, qualificaram o fenômeno como furacão. A polêmica surgiu porque um furacão nunca tinha passado pelo Brasil.
Acreditava-se que não havia furacões no Brasil porque, como os ventos sobre o oceano Atlântico são muito fortes, as nuvens, ao se formarem, logo se espalhavam e, assim, as tempestades nunca se transformavam em furacões.
Mas será que isso quer dizer, então, que agora podem aparecer outros?
Na verdade, essa pergunta ainda não tem resposta. Como nunca tinha aparecido um, ainda está muito cedo para fazer esse tipo de previsão.

Mas, o que são os furacões?

Furacões são gigantescas tempestades de ventos, que podem ter até 2.000 km de diâmetro (o furacão Catarina tinha 80 km de diâmetro). Em média, são registrados 100 furacões por ano, porém, a maioria é em alto-mar. São ciclones que, normalmente, ocorrem é áreas tropicais (temperatura da água em torno de 28 ºC). Começam com pequenas tempestades sobre essas águas quentes. Formam-se, então, duas correntes de ar: uma quente e úmida, que se eleva, e outra fria, que é puxada para baixo. A tempestade gira e avança, puxando mais ar úmido do oceano e ganhando mais força. O olho do furacão, espaço de ar seco, sem nuvens, é rodeado por nuvens (cúmulus-ninbus de, até, 15 km de altura).
Os ventos do furacão atingem de 118 km/h até mais de 300 km/h. Os ventos do furacão Catarina atingiram a costa com velocidade em torno de 150 km/h.
Os furacões são tempestades bastante grandes, provocando muitos estragos nas grandes áreas por eles atingidas.

Aqui em nosso Estado de Santa Catarina, de tempos em tempos verificamos a ocorrência de outro fenômeno meteorológico preocupante por ser extremamente perigoso: os tornados.

Os tornados são considerados as mais destrutivas das tempestades na escala de classificação dos fenômenos atmosféricos. Podem acontecer em qualquer parte do planeta, mas são mais comuns nos Estados Unidos da América.
São tempestades de vento e chuva que começam com uma ventania no interior das nuvens. Massas de ar quente e úmido sobem e encontram massas de ar quente e frio que descem. O ar quente passa a girar cada vez mais rápido, formando uma espécie de funil. A massa de ar se projeta para baixo, em direção ao solo, atingindo ventos de até 500 km/h, varrendo tudo o que há pela frente.
Os tornados não duram mais de trinta minutos e a região por eles atingida é muitíssimo menor do que a atingida pelos efeitos de um furacão, porém, nos locais onde passa a destruição pode ser muito maior.
A região sul de Santa Catarina é o local no Brasil com maior registro de ocorrência de tornados, embora, sempre, com pequena intensidade, mas que mesmo assim possuem um grande poder de destruição.

E no dia 2 de março passado, os moradores e banhistas das praias de Palmas, em Governador Celso Ramos, e Jurerê e Canasvieiras, na Ilha de Santa Catarina, levaram um grande susto quando da formação de uma tromba d’água, que se deslocou aproximando-se da Ilha do Arvoredo.
A tromba d’água é um fenômeno com as mesmas características do tornado, porém leva esse nome ao se formar sobre a superfície da água (o tornado é sobre a terra). Nesse caso, uma massa de água sobe até as nuvens, formando uma coluda d’água que lembra a tromba de um elefante. Vem daí o nome: tromba d’água.
É um fenômeno extemamente belo e, ao mesmo tempo, aterrador.

texto: Edson O. Ramos - Cebola

fotos: recebidas por e-mails - sem a indicação do autor

3 ANOS SEM CESAR LATTES

No dia 8 de março completaram-se 3 anos da morte, aos 80 anos, em Campinas, São Paulo, do maior físico latino-americano de todos os tempos, o brasileiro César Lates, vitimado por uma parada cardíaca.
Cesare Mansueto Giulio Lattes nasceu em Curitiba, Paraná, em 11 de julho de 1924, era casado com Martha Siqueira Neto Lattes, pai de quatro filhas e avô de nove netos. Sua descoberta mais importante, realizada aos 22 anos, abriu caminho para a nova física de partículas, mostrando que há muito mais coisas nas entranhas do átomo do que prótons, elétrons e nêutrons.
Iniciou o curso primário em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, e concluiu o secundário no Colégio Dante Alighieri, em São Paulo. Aos 16 anos, pelas mãos do pai, encontrou-se com o físico ucraniano (naturalizado italiano) Gleb Wataghin, introdutor da física moderna no Brasil que o aconselhou a aproveitar uma portaria governamental, pular os anos que faltavam e ingressar imediatamente na então Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (USP). Com 19 anos começou a dar aulas como professor-assistente da USP. "Nunca mais fiz curso algum. Daí para frente, o que eu aprendi, aprendi fazendo", orgulhava-se.

Destacou-se tanto na universidade que, ainda aluno, Wataghin e o italiano Giuseppe Occhialini o convidaram a participar de pesquisas teóricas e experimentais.
Em seguida, sob a orientação do grande físico brasileiro Mário Schenberg, dedicou-se a criar um modelo teórico do elétron, supondo uma partícula puntiforme dotada de momento angular. “Depois que consegui acabar, nunca mais me dediquei à física teórica. Decidi virar experimentador", dizia aos seus biógrafos.
Em 1946, apenas três anos depois de formado, partiu para a Inglaterra, para trabalhar com o físico inglês Cecil Frank Powell. Foi participar de um trabalho sobre traços produzidos por partículas subatômicas em certas chapas especiais, espessas e sensíveis, chamadas emulsões fotográficas. Pela análise dos rastros deixados por essas partículas, era possível determinar sua massa, energia e outras propriedades físicas. O trabalho se arrastava há 10 anos, sem resultados importantes. A entrada de Lattes e do italiano Occhialini fortaleceu a pesquisa. Occhialini tratou de conseguir emulsões mais densas, capazes de registrar maior número de eventos. Lattes foi encarregado de calibrar as novas emulsões e descobriu que, quando carregadas com um composto de boro, o bórax, eram capazes de reter o traço das partículas por muito mais tempo.
O jovem cientista brasileiro não se conformava com as baixas energias das partículas então produzidas em laboratório e esperava utilizar as chapas para detectar as partículas muito mais energéticas, presentes nos raios cósmicos que permanentemente chegam à Terra, vindos do espaço exterior. Aproveitando uma viagem de férias de Occhialini ao Pic du Midi, nos Pirineus, convenceu-o a levar dois kits de chapas, um com bórax, outro sem, e expô-los ao intenso bombardeio de raios cósmicos existente naquela altitude. Quando revelaram as chapas, os pesquisadores ficaram boquiabertos com a quantidade de fenômenos registrados nas emulsões carregadas com bórax. Um evento os impressionou em especial. Era o traço de um méson, que diminuía a velocidade e parava, dando origem a um novo traço.

A descoberta de Lattes e Occhialini poderia solucionar o enigma se o estranho traço na emulsão resultasse da transformação de um méson em outro .
Lattes estava convencido disso. Mas os dados obtidos em Pic du Midi, a 2800 metros acima do nível do mar, eram insuficientes para corroborar essa interpretação. O pesquisador precisava de raios cósmicos ainda mais abundantes e energéticos. E descobriu um lugar onde poderia encontrá-los: uma precária estação andina, localizada em Chacaltaya, Bolívia, a 5500 metros de altitude. "Lá, o número de partículas cósmicas é 100 mil vezes maior", explicou.

Na Bolívia, num ar rarefeito e com metade da pressão atmosférica existente ao nível do mar, realizou o experimento que o imortalizou. As emulsões expostas em Chacaltaya revelaram cerca de 30 rastros de mésons duplos. Feitos os cálculos, confirmou-se a existência de dois tipos de partículas com massas diferentes: o corpúsculo secundário foi batizado como méson mi (ou míon); o corpúsculo primário, mais pesado, era algo novo e recebeu o nome de méson pi (ou píon).
Lattes tinha apenas 22 anos quando comunicou, na edição de 25 de maio de 1947 da revista inglesaNature, a descoberta de Pic du Midi. E já tinha completado seu 23º aniversário quando divulgou, em outubro de 1948, os achados de Chacaltaya.
A façanha rendeu a Cecil Frank Powell, coordenador do projeto, o Prêmio Nobel de Física de 1950. Mas foram Lattes e Occhialini os verdadeiros autores do trabalho premiado.

Aos 23 anos, foi um dos fundadores do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro, instituição na qual também exerceu o cargo de diretor.

Apesar de jamais ter ganho o prêmio Nobel, foi por três vezes indicado para tal honraria.
César Lates, ou, conforme sua certidão de nascimento, Cesare Mansueto Giulio Lattes, foi um indivíduo cujo conhecimento e cultura engrandeceram a raça humana.
Fique com com Deus, professor ...

Edson Cebola