PROJETOS ESPECIAISA = c=E2mara de nuvens

PROJETOS=20 ESPECIAIS
A=20 c=E2mara de nuvens - ou c=E2mara de Wilson.=20

Objetivo=20

Construir=20 uma c=E2mara de nuvens, tamb=E9m chamada de c=E2mara de Wilson, e = observar as=20 trilhas de part=EDculas sub-at=F4micas emitidas por subst=E2ncias=20 radioativas.

Descri=E7=E3o=20

Uma=20 c=E2mara de nuvens, tamb=E9m chamada de c=E2mara de Wilson, em = homenagem a seu=20 inventor, C. R. Wilson, =E9 um dispositivo que mostra o rastro = deixado por=20 part=EDculas sub-at=F4micas. A c=E2mara que vamos descrever =E9 = bem mais simples=20 que a c=E2mara original de Wilson mas funciona.
A c=E2mara = ser=E1 feita de um=20 vidro de boca larga, transparente, com tampa de rosquear. Pode ser = um=20 vidro de gel=E9ia mas seria bom arranjar um vidro resistente e = n=E3o muito=20 pequeno.

Corte=20 um papel mata-borr=E3o, ou uma esponja fina, em forma de disco, = com o=20 di=E2metro igual ao fundo do vidro. Fixe esse disco no fundo do = vidro com=20 colatudo de boa qualidade. Corte outro disco, agora feito de pano = preto=20 (veludo, por exemplo) e cole-o na parte de dentro da tampa. Prenda = a fonte=20 radioativa na parte interna da tampa. Derrame um pouco de =E1lcool = anidro=20 dentro do vidro ainda aberto e agite bem para ensopar o papel ou = esponja.=20 Se sobrar algum excesso de =E1lcool, derrame-o fora. Tampe o = vidro, ponha-o=20 com a tampa para baixo e espere uns 15 minutos. Enquanto espera, = encha um=20 prato fundo de gelo seco (CO₂ s=F3lido) e cubra com um = pano fino.=20 Coloque o vidro, com a tampa para baixo, sobre o pano que cobre o = gelo=20 seco. O =E1lcool dentro do vidro esfria bastante, ficando em um = estado=20 chamado de supersaturado. Nesse estado, qualquer perturba=E7=E3o = pode=20 condensar o =E1lcool vaporizado. Escure=E7a a sala e ilumine o = vidro com uma=20 boa lanterna. Nesse ponto, se tudo correr bem, deve ser poss=EDvel = observar=20 algumas trilhas deixadas pelas part=EDculas emitidas pelo material = radioativo. Se voc=EA disp=F5e de uma c=E2mera fotogr=E1fica, = fotografe essa=20 trilhas para mostrar na Feira. Talvez seja necess=E1rio deixar o = obturador=20 aberto durante alguns segundos.

Esquema da c=E2mara de nuvens.=20

Algumas=20 trilhas t=EDpicas.

An=E1lise=20

As=20 trilhas que vemos na c=E2mara s=E3o feitas de mol=E9culas de = =E1lcool que se=20 condensam como a =E1gua se condensa em uma nuvem (da=ED o nome). = Uma part=EDcula=20 sub-at=F4mica ejetada pelo material radioativo sai em linha reta. = Ao passar=20 por uma mol=E9cula de ar ou =E1lcool, a part=EDcula pode arrancar = um ou mais=20 el=E9trons da mol=E9cula, ionizando-a. Esses =EDons, ao se = formarem, atraem as=20 mol=E9culas de vapor que est=E3o nas proximidades, condensando-as = em forma de=20 got=EDculas bem pequenas. S=E3o essas got=EDculas que espalham a = luz e formam as=20 trilhas indicando o caminho por onde passou a part=EDcula = sub-at=F4mica.=20

=C9=20 poss=EDvel que apare=E7a outro tipo de trilha, mais fina, que = n=E3o se originam=20 de part=EDculas emitidas pela fonte radioativa. Essas, = provavelmente, s=E3o=20 devidas a raios c=F3smicos que passam pela c=E2mara enquanto = estamos=20 observando. Esses raios c=F3smicos tamb=E9m s=E3o formados de = part=EDculas, s=F3 que=20 se originam nas altas camadas da atmosfera ou mesmo no espa=E7o = exterior.=20 Alguns v=EAm de muito longe, de fora do sistema solar ou mesmo da = gal=E1xia.=20 Se sua c=E2mara for muito bem feita, voc=EA nem precisar=E1 de uma = fonte=20 radioativa: bastam os raios c=F3smicos que sempre est=E3o por=20 aqui.

Para=20 melhorar bastante o desempenho de sua c=E2mara, ser=E3o = necess=E1rios cuidados=20 especiais. Envolva o vidro com um cilindro de papel preto deixando = duas=20 fendas retangulares deslocadas de noventa graus, uma da outra. Uma = delas=20 fica a uns 2 ou 3 cent=EDmetros acima da parte que ter=E1 contacto = com o gelo=20 seco. A parte de baixo da outra deve coincidir com a parte de cima = desta.=20 Ilumine o interior do vidro com uma luz bem forte atrav=E9s da = fenda=20 inferior. Use, por exemplo, o feixe de luz de um projetor de=20 slides. Observe e fotografe as trilhas pela fenda superior. =

Para=20 saber se as part=EDculas que geram uma trilha s=E3o eletricamente = carregadas,=20 aproxime um =EDm=E3 forte de sua c=E2mara. Se a part=EDcula tiver = carga, a trilha=20 aparecer=E1 curva.

Material=20

Um=20 vidro de gel=E9ia ou outro qualquer, transparente e de boca larga, = com tampa=20 rosqueada.
Feltro ou veludo preto.
Papel absorvente, tipo=20 mata-borr=E3o, ou esponja fina e densa.
Gelo seco. Esse =E9 o = nome que se=20 d=E1 ao CO₂ no estado s=F3lido. Na press=E3o = atmosf=E9rica normal, o=20 gelo seco =E9 s=F3lido e est=E1 a uma temperatura de = -56,5^oC.=20 Acondicione o gelo seco em uma garrafa t=E9rmica grande. N=E3o = tampe a garrafa=20 pois o g=E1s carb=F4nico liberado tem de ter para onde escoar. O = gelo seco, em=20 contacto com a atmosfera, passa de s=F3lido diretamente a g=E1s, = em uma=20 mudan=E7a de fase chamada sublima=E7=E3o. Uma garrafa t=E9rmica de = gelo seco deve=20 durar v=E1rias horas antes do material sublimar completamente. = Gelo seco=20 pode ser comprado em alguns fornecedores de material hospitalar ou = de=20 refrigera=E7=E3o. N=E3o =E9 muito caro e, se voc=EA tiver sorte, = pode conseguir=20 algum de gra=E7a. Cuidado para n=E3o tocar no gelo seco pois ele = queima a=20 pele.
=C1lcool anidro, vendido em farm=E1cias.
Lanterna e = projetor de=20 slides
Fonte radioativa. Esse =E9 o ponto = cr=EDtico dessa=20 experi=EAncia - onde arranjar uma fonte radioativa suficientemente = intensa=20 para que sua experi=EAncia funcione mas convenientemente fraca = para n=E3o ser=20 perigosa. Alguns palpites:
a) Material tirado dos n=FAmeros ou = dos=20 ponteiros de um velho rel=F3gio luminoso
b) Certas tintas = luminosas ou=20 outro material que brilha no escuro.
c) Parece que alguns = detetores de=20 fuma=E7a usam um material fracamente radioativo.
d) Velas de = l=E2mpadas a=20 g=E1s, tipo camping. Algumas s=E3o fracamente = radioativas.
e) Em=20 cidades grandes existem lojas especializadas em material = cient=EDfico e=20 nelas talvez existam fontes radioativas baratas. Outra = possibilidade =E9=20 visitar o departamento de f=EDsica da universidade mais pr=F3xima = e consultar=20 um especialista.
De qualquer modo, tenha extremo cuidado ao = manipular=20 material radioativo, fraco ou n=E3o. Use luvas e n=E3o guarde o = material no=20 bolso nem fique perto dele um tempo exagerado. Nesses tipos de = amostras=20 citados acima a radioatividade =E9 t=E3o baixa que o risco =E9 = muito pequeno,=20 quase desprez=EDvel. Mas, seguro morreu de velho.=20

Dicas=20

S=F3=20 escolha essa experi=EAncia se tiver bastante tempo para = prepar=E1-la. =C9 um=20 projeto um tanto elaborado, que exige boa dose de habilidade = manual,=20 paci=EAncia e criatividade. Quando funciona =E9 uma maravilha e = pode ser=20 candidata a um pr=EAmio na Feira.
A c=E2mara pode n=E3o = funcionar por v=E1rios=20 motivos. Se a quantidade de vapor for excessiva, ela fica enevoada = e=20 opaca. Espere v=E1rios minutos at=E9 ela clarear. Uma das raz=F5es = frequentes=20 para o mau funcionamento da c=E2mara =E9 uma tampa sem vedamento. = =C9 essencial=20 que o vidro fique hermeticamente vedado. Por outro lado, se a = tampa for=20 muito espessa e de material termicamente isolante, o gelo seco = n=E3o=20 conseguir=E1 resfriar o =E1lcool e n=E3o haver=E1 condensa=E7=E3o. = Use tampas=20 met=E1licas finas ou, se necess=E1rio, lixe a que voc=EA tem at=E9 = deix=E1-la bem=20 fina.
=C0s vezes =E9 preciso experimentar com v=E1rios vidros = de tamanhos e=20 formatos diversos at=E9 achar um que seja o mais adequado para = funcionar=20 como c=E2mara de nuvens. =