::: O ECLIPSE SOLAR EM TEMPO REAL :::

6h35min: Poucos minutos antes do início do eclipse havia nuvens atrapalhando a visão do Sol.

 

6h43min: As nuvens estão começando a dispersar (tomara!). Aí está a primeira foto mostrando a Lua que começa a obstruir o disco solar.  


 

7h10min - A Lua continua cumprindo a sua obrigação...

 

7h27min - Já faz uns 15 min que as nuvens voltaram a atrapalhar... Nuvem eclipsando o eclipse não tem graça nenhuma!

 

7h38min -  Deu uma brecha entre as nuvens (que teimam em aparecer na foto) e fiz outra imagem do eclipse. Aqui estamos bem perto do ponto máximo.

 

8h00min - Novamente brigando com as nuvens. Deveria existir uma lei física impondo que eclipse e nuvens fossem eventos mutuamente exclusivos... Mas não tem.

 

8h24min - A Lua já vai saindo do outro lado do disco solar. Mas as nuvens não saem! 

 

8h31min - Cadê o Sol? Onde está a Lua? Eclipse oculto pelas nuvens! Impossível não lembrar Caetano Veloso em sua canção "Eclipse Oculto":

"Como nunca se mostra o outro lado da lua
Eu desejo viajar pro outro lado da sua
Meu coração galinha de leão não quer mais amarrar frustação
O eclipse oculto na luz do verão"

 

8h45min - As nuvens deram um tempo e deu pra fotografar o finalzinho... 

 

:: Curiosidade

Eclipses da Lua, quando nosso satélite entra no cone de sombra da Terra, acontecem sempre na fase de Lua Cheia. Já os eclipses do Sol, como o de hoje, com a Lua obstruindo o disco solar, ocorrem sempre na Lua Nova (veja figura acima). Neste caso é a Terra que é tocada pelo cone de sombra da Lua.

Como a Lua demora cerca de 29 dias para completar uma volta ao redor da Terra, temos pouco mais de 14 dias entre uma Lua Cheia e uma Lua Nova. Por isso é comum termos eclipses do Sol e da Lua muito próximos, separados por aproximadamente duas semanas. No dia 7 de setembro passado publiquei um post onde mostrei algumas fotos que fiz da Lua. Era Lua Cheia. E naquele dia aconteceu um eclipse lunar, infelizmente não visível no Brasil. Não é concidência que hoje, duas semanas depois, temos eclipse solar. Está tudo previsto pelas Leis da Física que fazem parte da Mecânica Celeste.

Para saber mais sobre eclipses, leia os três posts "Eclipses: Caprichos Cósmicos I, II e III" indicados abaixo.


:: Tabela de eclipses (upgrade)

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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 05h46





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  ::: CONTAGEM REGRESSIVA PARA O ECLIPSE SOLAR DE AMANHÃ :::

Amanhã, 22 de setembro, sexta-feira, logo ao nascer do dia, teremos eclipse solar anelar (ou anular), como o da foto ao lado.  

No Brasil, somente no extremo norte do Amapá o eclipse será total. Aqui na região Sudeste, como em quase todo o território brasileiro, o eclipse será parcial.

De qualquer forma, eclipse é sempre um fenômeno curioso e que vale a pena ser observado, dede que com cuidados especiais para não causar danos à visão. Certo?

 

 

Confira abaixo os horários do eclipse (início, meio e fim) para São José dos Campos, SP, fornecidos pelo INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (valores válidos para a região Sudeste do Brasil com boa aproximação):

  • 6h39min - início do eclipse com o Sol a 10 graus de altura no céu
  • 7h48min - ápice do eclipse com o Sol a 25 graus de altura (cerca de 40% do disco solar estará encoberto pela Lua
  • 8h57min - fim do eclipse com o Sol a 41 graus de altura.

Já estou em contagem regressiva para o evento. E vou tentar fotografar com minha câmera digital usando uma "gambiarra" para filtrar a intensa luz solar. Acompanhe o passo a passo.

 

:: Material

Usarei minha câmera digital (1) para registrar o eclipse. No tubo adaptador de lentes que se acopla ao Pára-Sol (2) da câmera vou adaptar um "filtro solar" caseiro para a câmera que será fixado com fita adesiva (3). Este "filtro caseiro" não será usado para olhar o Sol diretamente porque é perigoso e pretendo usar meus olhos ainda por muito tempo! A tesoura (4) será usada para recortar o "filtro caseiro" no perfil exato do tudo adaptador de lentes da câmera traçado com lápis (5). E a parte mais escura da radiografia do meu pé quebrado (veja post logo abaixo) será o "filtro solar" caseiro.

:: Montagem

  1. Recortei a parte mais escura da radiografia no formato e tamanho exatos do tubo adaptador de lentes da câmera digital.


  2. Fixei o disco escuro de radiografia sobre o tubo adaptador de lentes da câmera com fita adesiva.


  3. Atarrachei o Pára-Sol no tubo através da rosca própria.


  4. E aí está a câmera pronta só esperando o eclipse, já com o Pára-Sol e o tudo adaptador de lentes que virou um "filtro solar" caseiro.

 

ATENÇÃO

Não olhe diretamente para o Sol com a vista descoberta. Se usar binóculos, lunetas ou lentes, será ainda pior. A alta concentração de luz pode causar um estrago irreversível na retina! Também não use vidro enegrecido (esfumaçado com a chama de uma vela) nem filme fotográfico velado e muito menos radiografia. Insisto que eu vou usar radiografia na câmera mas não vou olhar o Sol através dela! Certo? Tome muito cuidado porque o que parece perfeitamente negro e homogêneo pode conter buracos imperceptíveis por onde a radiação solar pode passar e atingir seus olhos em cheio.

Sugiro que você use, por exemplo:

  • Um espelho plano, coberto com um cartão opaco e com um orifício central de cerca 1 cm de diâmetro. Com este aparato simples você poderá projetar uma imagem do Sol numa parede à sombra. Dá para ver o eclipse projetado na parede sem perigo para os olhos. Aliás, várias pessoas podem observar a projeção ao mesmo tempo.
  • Óculos de soldador que você pode tomar emprestado numa oficina. 
  • Se você tiver filtro solar astronômico, então está com o melhor em suas mãos.

Boas observações para todos nós! E já fico aqui fazendo figuinha pra não chover (sei não, o tempo está muito feio por aqui...).


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às 16h01





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  ::: UM POUCO MAIS SOBRE OS 'RAIOS X' :::

traduzido de physics.mtsu.edu
 

Como vimos no post anterior, Raios X são ondas eletromagnéticas, como a luz. Ondas eletromagnéticas são campos elétricos e magnéticos que viajam no vácuo à incrível velocidade v = c = 3x108 m/s (constante para todas as possíveis freqüências). Só que a luz corresponde à porção visível destas ondas (veja esquema acima) e que dividimos tradicionalmente em sete faixas:  1-vermelho, 2-alaranjado, 3-amarelo, 4-verde, 5-azul claro, 6-azulo escuro e 7-violeta. Note que não são apenas 7 cores mas sete faixas de infinitas cores que vão do vermelho até o violeta. Em cada faixa de cor há diversos tons desta cor. À mistura de todas estas cores visíveis chamamos de luz branca.

 

:: Comprimento de onda e freqüência da luz

A luz corresponde às ondas eletromagnéticas com comprimento de onda que vai de 400 nm a 700 nm (1 nm = 1x10-9 m). Lembrando que para qualquer onda vale sempre que v = l.f onde v é a velocidade da onda,  l é o comprimento de onda da onda e f é a sua freqüência, então teremos:

 

Conclusão: a luz corresponde às ondas do espectro eletromagnético que têm freqüência entre 4,3x1014 Hz e 7,5x1014 Hz.

 

:: Comprimento de onda e freqüência dos Raios X

Raios X correspondem às ondas eletromagnéticas com comprimento de onda entre 0,1 Å e 200 Å (1 Å = 1x10-10 m). Também podemos calcular o intervalo de freqüências para os Raios X:

Conclusão: Raios X correspondem às ondas do espectro eletromagnético que têm freqüência entre 1,5x1016 Hz e 3,0x1019 Hz, bem maior que a freqüência da luz visível, acima do violeta e do ultravioleta.

 

:: Planck e a Quantização da Energia

 

Segundo Planck, em sua proposta de Quantização de Energia, toda radiação eletromagnética é emitida (ou absorvida) em "pacotes" discretos de energia E proporcional à freqüência f. Cada "pacote" é chamado de quantum. A constante de proporcionalidade h é conhecida como Constante de Planck e vale:

h = 6,63x10-34 J.s (Joule.segundo) ou h = 4,1x10-15 eV.s (elétron-Volt.segundo)

Desta forma, quanto maior a freqüência, maior a energia. Raios X têm mais energia do que a luz visível porque possuem maior freqüência.

1 e.V (1 elétron-Volt) é a quantidade de energia que uma partícula carregada com carga elementar e = 1,6.10-19 C adquire ao ser acelerada por uma diferença de potencial de 1V. Assim:

Logo, 1 eV = 1,6.10-19 J ou 1 J = 1/1,6.10-19 eV = 6,25.1018 eV.

Para os Raios X teremos:

Conclusão: A energia de um quantum de Raio X varia de pouco mais de 60 eV até pouco mais de 100 KeV (100.000 eV). Os Raios X usados em Medicina são acelerados por diferenças de potencial da ordem de dezenas de KV e, portanto, terão energia da ordem de dezenas de KeV.

  

:: O Espectro Eletromagnético

O conjunto de todas as ondas eletromagnéticas, com todas as possíveis freqüências, é chamado de Espectro Eletromagnético. O esquema abaixo detalha o Espectro Eletromagnético e suas faixas.

traduzido de yvcc.edu
 

Note que quanto maior a freqüência f, maior é a energia E e menor é o comprimento de onda l


Observação sobre unidades de medida de comprimento
(metro e submúltiplos)
  • 1 cm = 1X10-2 m (1 centímetro)
  • 1 mm = 1X10-3 m (1 milímetro)
  • 1 mm = 1X10-6 m (1 micrometro)
  • 1 nm = 1X10-9 m (1 nanometro)
  • 1 Å  = 1X10-10 m (1 ângstron)


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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 10h42





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  ::: OS 'RAIOS X', O FUTEBOL E AS FRATURAS ÓSSEAS :::


Radiografia do "estrago" (vista inferior do meu pé). No detalhe as fraturas f1 e f2.

Sábado passado, jogando futsal com professores e alunos da minha escola, fraturei o dedão do pé numa dividida de bola bastante normal. Aliás, mais do que normal, uma jogada boba, como tantas que acontecem numa partida. Mas as conseqüências foram terríveis, pelo menos para mim que levei a pior: fratura de duas falanges e, de brinde, 21 dias de imobilização à espera do corpo fazer o serviço de restauração natural, ou seja, colar as partes! Dá-lhe cálcio!

Já que aqui no Física na Veia! tudo é pretexto para falarmos de Física, inspirado na  radiografia acima, aproveito para contar para você como os Raios X foram descobertos e, afinal, o que são os tais raios misteriosos.

 

:: O Tubo de Crookes

Na segunda metade do século XIX, o inglês Sir William Crookes (1832-1919) inventou um dispositivo que ficou conhecido como Tubo de Crookes. Era um tubo de vidro dentro do qual se fazia vácuo(1). Duas placas metálicas internas, ligadas a uma fonte de tensão, guardavam entre si uma d.d.p. (diferença de pontecial U). A placa ligada ao terminal de menor potencial elétrico (pólo negativo) é chamada de Catodo enquanto que a placa ligada ao terminal de maior potencial (pólo positivo) é o Anodo.

Crookes percebeu que "raios" eram emitidos pelo Catodo e atravessavam o tubo, buscando o Anodo. Esses raios, emitidos pelo Catodo, foram batizados de Raios Catódicos(2) (nome óbvio, não?). Crookes constatou que os Raios Catódicos só se propagavam dentro do tubo, no vácuo(1). Fora do tubo, onde havia ar, estes raios eram rapidamente absorvidos.

Muitos outros cientistas fizeram experimentos com Tubos de Crookes, dentre eles o alemão Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923), que acabou descobrindo "algo misterioso" que conseguia escapar do tubo.

 

:: Roentgen e o Tubo de Crookes

Em novembro de 1895, Roentgen trabalhava com um Tubo de Crookes quando percebeu que uma placa num canto  do laboratório apresentava um brilho tênue. A placa era revestida com platinocianeto de bário, material que fluoresce, ou seja, emite luz quando excitado. Roentgen concluiu que algum tipo de raio estava escapando do tubo e excitando o material fluorescente da placa. Como os Raios Catódicos não conseguem se propagar do ar. Roentgen concluiu que os raios misteriosos eram um outro tipo de radiação. Por desconhecer a sua origem, chamou-os de Raios X!  

Roentgen notou que tais raios eram bastante penetrantes, ou seja, interagiam muito pouco com a matéria, atravessando quase tudo.  Percebeu que o chumbo conseguia absorver bem estes raios. Tentando barrar o feixe de Raios X, segurando um disco de chumbo com a sua própria mão,  Roentgen foi surpreendido com algo realmente fantástico: além da esperada sombra do disco de chumbo projetada na placa fluorescente, havia também a sombra dos ossos da sua mão!

Roentgen concluiu que a carne e os músculos do seu corpo eram transparentes para os desconhecidos Raios X, como quase tudo. Mas os ossos, como o disco de chumbo, eram opacos e não podiam ser atravessados pelos raios.

Aperfeiçoando seus experimentos, Roentgen passou a usar chapa fotográfica (em vez da placa fluorecente) para registrar as imagens. Nascia assim a radiografia! Veja abaixo duas fotos famosas que ele fez:

  • Radiografia da mão da esposa de Roentgen onde se vê a aliança de casamento. Esta é considerada a primeira radiografia da história.

     
  • Rifle de Roentgen onde se pode ver nitidamente uma falha no metal.

 

 :: Afinal, o que são os Raios X?

Os elétrons, constituintes dos Raios Catódicos, ganham velocidade ao longo do Tubo de Crookes. Em outras palavras, energia potencial elétrica converte-se em energia cinética. Quando os elétrons chocam-se com o Anodo, dão origem a dois componentes diferentes de radiação eletromagnética que justificam-se por dois motivos distintos:

  • Componente 1: Na desaceleração dos elétrons durante a colisão, parte da energia cinética é dissipada na forma de calor (energia térmica). Outra parte transforma-se em ondas eletromagnéticas, ou seja, ondas de Raios X.
  • Componente 2: Na colisão com o metal do Anodo, alguns elétrons do metal podem ser excitados, ganhando energia suficiente para alcançar um nível mais energético. Quando retorna ao seu estado de energia mais baixa, este elétron emite um fóton com energia equivalente à diferença de energia dos dois níveis atômicos, ou seja, radiação eletromagnética que também corresponde aos Raios X.

O componente 1 dá um espectro contínuo (bremsstrahlung, em alemão). O componente 2 é um espectro discreto, com picos que diferem para cada metal usado como alvo (Anodo). Mas ambos são ondas eletromagnéticas na faixa que chamamos atualmente de Raios X.

Conclusão: Raios X são ondas como a luz, as ondas de rádio, microondas, e todas as outras ondas eletromagnéticas constituintes do Espectro Eletromagnético. O que muda é a freqüência (ou o comprimento de onda). 

 

:: Aparelhos de Raios X Hospitalar

siemens.com
A radiografia do meu pé foi feita num aparelho muito parecido com este aí da foto ao lado. Mas o que será que tem dentro daquela "caixinha" de onde saem os Raios X nos aparelhos hospitalares?

 

 

 

 

A figura abaixo revela este enigma:   

traduzido de howstuffworks.com

Como não poderia deixar de ser, temos um Tubo de Crookes, só que bastante aperfeiçoado! O banho de óleo que envolve a ampola serve para dissipar a energia térmica perdida na colisão do feixe de elétrons com o Anodo de tungstênio que, aliás, fica girando movido por um motor, o que garante que a colisão seja feita em diferentes pontos do material, aumentando a eficiência da emissão de Raios X por excitação do metal.


(1) Vácuo, na verdade, é a ausência total de matéria. O que preenchia o interior de um Tubo de Crookes era gás rarefeito, com baixa pressão, muitas vezes chamado erroneamente de vácuo.
(2) Sabemos hoje que os Raios Catódicos são elétrons liberados por aquecimento do filamento metálico do Catodo. Mas, naquela época, os elétrons ainda não eram conhecidos.




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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 12h24





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  ::: 'MANCHAS SOLARES' UM POUCO DIFERENTES :::


Foto de T. Legault mostrando as silhuetas da ISS e da Atlantis (clique
para abrir original em alta resolução (2850 X 2850 pixels)
 

A foto acima, feita pelo astrônomo amador francês Thierry Legault no último dia 17 de setembro, mostra duas pequenas manchas escuras que poderiam ser duas manchas solares* normais. Ampliando-as (veja destaque), vemos algo surpreendente: as silhuetas da ISS- Estação Espacial Internacional e do ônibus espacial Atlantis!

Thierry teve a sorte de bater a foto bem quando as duas naves cruzavam o disco solar durante a inspeção que a Atlantis fez na ISS após a instalação dos novos painéis solares que, aliás, mudaram a silhueta tão conhecida da ISS.

É quase um duplo-eclipse! Bela foto, não?

 

:: E por falar em eclipse...

Na próxima sexta-feira, dia 22 de setembro, vai acontecer um eclipse solar anelar (ou anular). Ao contrário do eclipse solar total, quando o cone de sombra da Lua toca a Terra, no eclipse anelar apenas o cone de penumbra da Lua toca nosso planeta. Na prática, a diferença está no fato de que no eclipse solar total o disco solar fica totalmente encoberto (foto acima, à esquerda) enquanto que no eclipse solar anelar "sobra" um anel brilhante, um "restinho" de Sol nas bordas (foto acima, à direita). Belíssimos fenômenos!

O eclipse começa logo ao nascer do Sol na Guiana e o cone de penumbra da Lua sobre a superfície terrestre atravessa em seguida o Suriname, a Guiana Francesa e o extremo norte do Brasil (no Amapá), caminhando do Oceano Atlântico para o Oceano Índico, ao sul do Continente Africano.

Mais detalhes você pode conferir na Circular Astronômica 26 do site Uranometria Nova mantido por Irineu G. Varella e Priscila D. C. F. de Oliveira.

Logo ao nascer do Sol eu já estarei cobrindo e fotografando o evento que, aqui na região sudeste e em quase todo o território brasileiro, será apenas um eclipse parcial. Somente no extremo norte do Amapá a anularidade poderá ser conferida em sua plenitude e ao vivo.

 

:: Simulação

Clique aqui para abrir uma animação (gif animado) deste eclipse solar anelar feita por Larry Coehn.  


* Manchas solares: regiões irregulares na camada solar externa mais escuras do que a vizinhança e que correspondem a zonas de temperatura superficial menor (cerca de 3.800 K) e que, por isso mesmo, aparecem escuras em contraste com outros pontos mais quentes da superfície solar (cerca de 5.800K). Vale lembrar que no interior do Sol a temperatura é muitíssimo maior e pode chegar aos 10.000.000K!


Para saber mais [upgrade - 19/setembro] 

A foto abaixo mostra Thierry Legault e seu equipamento para fotografar o Sol com filtro H-alfa.

Visite o site de Legault para ver outras incríveis astrofotos feitas por ele. O cara é fera! 


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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 15h49





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Dulcidio Braz Jr
Físico/Professor, 49 anos

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