ENERGIA E ASTRONOMIA

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3ª SÉRIE

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Astronomia e tecnologia (III): �Detectores e espectrógrafos

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AULA 76

Identificar a importância dos detectores e dos espectrógrafos no campo da astronomia.

OBJETIVO DA AULA

d14 - Reconhecer os avanços tecnológicos decorrentes das pesquisas em Astronomia.

No 3º trimestre, você precisa:

Reconhecer os avanços tecnológicos decorrentes das pesquisas em Astronomia e seus impactos na nossa vida e na pesquisa sobre as condições de existência de vida fora da Terra.

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Para tanto, em momentos desta aula, serão estudados conceitos relacionados a:

Contar todas as estrelas, certamente levará muito tempo, mas para saber do que elas são feitas, você só precisará do tempo e do conhecimento desta aula. Por isso, anote a questão abaixo:

©Pixabay

Mas, como podemos saber do que são feitas?

PARA INÍCIO DE CONVERSA

PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS DETECTORES

Detectores quânticos: captam alteração do estado quântico causado por um fóton individual ou elétron. Utilizados na captação de comprimentos de onda inferiores ao infravermelho.

Os detectores são dispositivos que convertem a radiação eletromagnética em sinais elétricos para serem analisados.

Os detectores podem ser divididos em 3 diferentes tipos:

Exemplo:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/66/Delta-Doped_Charged_Coupled_Devices_%28CCD%29_for_Ultra-Violet_and_Visible_Detection.jpg

Os CCDs são detectores quânticos utilizados na tecnologia em fotografia digital e equipamentos médico-hospitalares, etc. Na astronomia, utilizados na captação de imagens de satélites.

PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS DETECTORES

Detectores térmicos: detectam radiação através do aumento da temperatura que sua absorção causa no elemento sensitivo. Comparados aos quânticos, são menos sensíveis, contudo, podem ser usados numa maior faixa do espectro.

O Sensor de Presença — Piroelétrico.

Exemplo:

Detectores piroelétricos e bolômetros.

Interferômetro óptico.

Detectores de ondas: produzem um sinal em resposta aos campos elétricos e magnéticos das ondas eletromagnéticas, medindo geralmente a interferência gerada por uma onda.

Exemplo:

Interferômetro Twyman-Green.

SINAIS DETECTÁVEIS DO ESPAÇO SIDERAL

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Uma ampla gama de radiação eletromagnética, desde ondas de rádio até raios gama, podem ser detectadas aqui na Terra.

ONDAS GRAVITACIONAIS �As ondas gravitacionais, previstas pela teoria da relatividade de Einstein, são distorções no espaço-tempo que podem ser detectadas por observatórios astronômicos.

SINAIS DETECTÁVEIS DO ESPAÇO SIDERAL

PARTÍCULAS ENERGÉTICAS

Partículas como raios cósmicos e neutrinos também carregam informações valiosas sobre o Universo e podem ser detectadas por sensores.

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SINAIS QUÍMICOS�A espectroscopia é a técnica que permite a detecção da composição química de corpos celestes, revelando informações sobre sua formação e evolução.

Você tem dois minutos para responder em seu caderno:

Quais tipos de sinais podem ser detectados do espaço?

PRATICANDO 1

Ondas eletromagnéticas, ondas gravitacionais, partículas energéticas e sinais de composição química dos corpos celestes que podem ser analisados pela espectroscopia.

A IMPORTÂNCIA DOS ESPECTRÓGRAFOS NA ASTRONOMIA

Galileu Galilei (1564 - 1642)

Os espectrógrafos são instrumentos que decompõem a luz em seus comprimentos de onda, permitindo a análise da composição química de objetos celestes.

https://agentevimos.com.br/ciencia-e-ficcao-cientifica/como-funciona-um-espectrografo-e-sua-importancia-na-astronomia/

Assim como cada pessoa possui sua impressão digital, cada estrela tem um espectro particular. Espectros podem ser utilizados para diferenciar duas estrelas, mas também podem o que duas estrelas têm em comum.

Espectrógrafo de laboratório

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Espectro de uma estrela anã branca.

TIPOS DE ESPECTRO

Espectro contínuo

Espectro descontínuo

Absorção

Emissão

Riscas espectrais

ESPECTRO DE EMISSÃO DE �ALGUNS ELEMENTOS

EFEITO DOPPLER E ESPECTROSCOPIA

Como o efeito doppler está relacionado com a espectroscopia?

Estudante, você lembra do Efeito Doppler? �No 2º trimestre, na aula 47, vimos algumas características para o som e para a luz. Observe algumas capturas de tela desta aula:

Veja no próximo slide!

EFEITO DOPPLER E ESPECTROSCOPIA

Como vimos, ele acontece quando há mudança de percepção da frequência das ondas. É aí que a espectroscopia nos auxilia, como mostra a imagem ao lado:

Quando ocorre o deslocamento do espectro para o vermelho, é denominado redshift.

No caso da luz detecta-se esse efeito por meio do desvio das linhas espectrais para o azul, também conhecido como blueshift.

Analise a tirinha abaixo e escreva em seu caderno se a justificativa do motorista é aceitável.

PRATICANDO 2

Não, por ser impossível que tenha alcançado a velocidade da luz. Para o policial, que demonstra saber muito do Efeito Doppler, a criatividade na resposta revela outra infração de trânsito, por isso, aplica mais uma multa.

As estrelas são compostas essencialmente principalmente, o hélio (He) e o hidrogênio (H). Com um espectroscópio, podemos determinar a composição de uma estrela a partir da análise do espectro de uma estrela. Isso é feito, comparando o espectro da estrela ao espectro de elementos químicos.

PRATICANDO 3

De volta ao começo!

Agora, é o momento de revisar seus conhecimentos!

Responda em seu caderno, a questão inicial desta aula:

O QUE VIMOS?

Nesta aula, identificamos a importância dos detectores e dos espectrógrafos no campo da astronomia.

Professor(a), caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5

PARA

Atividade experimental

Construindo um eletroscópio caseiro

Link: clique na imagem

REFERÊNCIAS

GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.

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JúNIOR, Joab Silas da Silva. "A questão do éter luminífero"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-questao-eter-luminifero.htm. Acesso em 19 de julho de 2024.

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HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.

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PARANÁ. Trilha Energia e Astronomia. Secretaria de Estado da Educação. Curitiba, 2023.

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Música:

OneRepublic - Contando Estrelas (Counting Stars). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=hT_nvWreIhg - Acesso em: 19 ago. 2024.

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