Lampadas a agua

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  • Publicado : 3 de junho de 2012
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* LÂMPADAS DE ÁGUA

Uma garrafa com água pode ter um efeito de lâmpada e iluminar um espaço, como por exemplo uma garagem, uma dispensa ou um armazém e assim desempenhar o papel de um dispositivo de iluminação.

Figura 1. Garrafa de agua PET[1].
Mas uma garrafa de água não é um corpo luminoso. Vamos falar de água da torneira, uma mistura homogénea com alguns sais minerais próprios da regiãode Coimbra e não de uma solução que entre em reações de luminescência (quimioluminescência). De onde virão os raios luminosos para que possa funcionar como “lâmpada”? O princípio de funcionamento desta “lâmpada” baseia-se no conceito da difração da luz. Um espalhamento de raios luminosos que atravessam a garrafa e são desviados por refração.
Figura 2. Difração de raios[2].

Quando os raiosluminosos encontram um material alguns interferem com a superfície por reflexão na superfície do corpo, mantendo-se no mesmo meio, outros atravessam-no se for transparente ou translúcido. Constituídos por matérias diferentes e densidades respetivas, os raios sofrem e refração, quando mudam para outro meio. Evidenciando velocidade de propagação diferente nos meios materiais.

a)b)
Figura 3. a) reflexão difusa; b) reflexão regular [3].

A refração, de um modo simples, é o desvio da direção da propagação de todo o tipo de ondas eletromagnéticas. Podemos também dizer que é uma propriedade das ondas de contornar obstáculos ou passar por um orifício quando são parcialmente interrompidas por ele.

A luz muda a sua direção de propagaçãoao mudar de um meio para outro, como por exemplo, do ar para a água e novamente para o ar. O índice de refração (n) é uma propriedade de um determinado meio. No caso nar = 1; e nágua = 1,33) e que influencia diretamente a intensidade e a direção do raio de luz refratado. Quando o índice de refração do meio do qual a luz provém é menor do que o do meio em que ela vai penetrar, os raios tendem ase aproximar da reta normal à superfície que separa os meios. No nosso caso o feixe, ao penetrar na água, aproxima da normal porque o índice de refração da água é maior que o do ar. E ao sair, o raio luminoso é afastado pois nar < nágua, como na figura 4 [4].
Figura 4. Refração da luz [4].

Graças à refração dos raios luminosos que atravessam a garrafa , cheia de água, e que propagando-separa a caixa, é possível iluminar o seu interior.

Há experiências de aplicação destas lâmpadas em países como o Brasil e as Filipinas. Este tipo de iluminação é utilizado em divisões pouco iluminadas de dia e com teto fino, dado que a espessura deste tem de ser inferior à espessura da garrafa que funcione como lâmpada. Na web encontramos vídeos que mostram ser possível iluminar a divisão de umacasa, tal como no endereço http://www.youtube.com/watch?v=QEME5RPNmZI[5].

Esta forma de iluminação utiliza energia solar, energia disponível, em Portugal continental, durante 9h10m (no solstício de inverno) e 15h10 (no solstício de verão). Estes valores traduzem o período diurno (intervalo de tempo em que o Sol se encontra acima do horizonte) [6]. O recurso é pois não poluente. Neste processoprevê-se um rendimento alto, já que a energia luminosa do sol, na região do visível, na área de exposta da garrafa, será dissipada apenas no aquecimento da água e do plástico da garrafa.
Neste trabalho vamos testar a variação de luminosidade, conseguida numa caixa de cartão, utilizando lâmpadas de água. Comparamos a luminosidade na caixa com a luminosidade obtida diretamente do sol, no laboratórioem que realizamos a atividade.
Materiais necessários:
- Garrafa de plástico de 30cL;
- Água;
- caixa de cartão;
- fita adesiva;
- sensor de luz;
- sistema calculator-Based Laboratory 2, Texas Instruments [7].
Modo de preparação:

Para elaborar esta fonte de luz, enche-se a garrafa com água e coloca-se a tampa na garrafa e envolve-se esta com fita isoladora de maneira a que a água não...
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