Física

Gerador de Van de Graaff:

Um gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente de holandeses, Robert Jemison van de Graaff por volta de 1929. A máquina foi logo empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas.
Versões pequenas do gerador são freqüentemente vistas em demonstrações sobre eletricidade, produzindo o efeito de arrepiar os cabelos de quem tocar na cúpula, isolado da terra, pois o cabelo fica eletrizado com cargas da mesma polaridade, que conseqüentemente se repelem.
O gerador básico com excitação por atrito é composto por uma correia de material isolante, dois roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas ou pentes metálicos e uma coluna de apoio. Os materiais mais usados para coluna são o acrílico ou o PVC. Os roletes são de materiais diferentes, ao menos um deles isolante (como Teflon e alumínio), para que se eletrizem de forma diferente devido ao atrito de rolamento com a correia. O motor gira os roletes, que ficam eletrizados e atraem cargas opostas para a superfície externa da correia através das escovas. A correia transporta essas cargas entre a terra e a cúpula. A cúpula faz com que a carga elétrica, que se localiza no exterior dela, não gere campo elétrico sobre o rolete superior; Assim cargas continuem a ser extraidas da correia como se estivessem indo para terra, e tensões muito altas são facilmente alcançadas.
O terminal pode atingir um potencial de vários milhões de Volts, no caso dos grandes geradores utilizados para experiências de física atômica, ou até centenas de milhares de Volts nos pequenos geradores utilizados para demonstrações nos laboratórios de ensino.
Geradores profissionais utilizam sistemas eletrônicos para depositar carga na correia, eliminando assim as instabilidades de desempenho causadas pela excitação por atrito e permitindo regulação precisa da tensão obtida. A operação dentro de câmaras de alta pressão contendo gases especiais permite maior densidade de carga na correia sem ionização, aumentando a corrente que carrega o terminal.
Espelho
Um espelho é uma superfície muito lisa e com alto índice de reflexão de luz. Espelhos possuem formas variadas: planos e esféricos.
Olhando um espelho comum, vemos a nossa imagem com mesma forma e tamanho, mas que parece estar atrás do espelho à mesma distância em que estamos dele. Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos permitindo assim a reflexão da nossa imagem. Deste modo recebemos raios luminosos que percorreram uma trajetória angular e temos a impressão de que vem de algo atrás do espelho, em linha reta, ou seja, mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido contrário, para trás do espelho.
Possivelmente terá sido a superfície da água que inspirou o fabrico do primeiro espelho. Foram descobertos nos despojos da civilização Badariana (do Egipto, junto ao Rio Nilo), espelhos de cobre, deixados pelo homem primitivo no quinto milênio a .C. Mais tarde, construíram-se espelhos de prata polida, que é boa reflectora mas escurece com a atmosfera e precisa de ser frequentemente limpa e trabalhada.
Os espelhos vulgares são formados por uma camada de prata, alumínio ou amálgama de estanho, que é depositada quimicamente sobre a face posterior de uma lâmina de vidro, e por trás coberta com uma substância protectora. Por sua vez, os espelhos de precisão são obtidos depositando, por evaporação sob vácuo, a camada metálica sobre a face anterior do vidro. Estes espelhos não podem ser protegidos o que implica que se realizem metalizações frequentes.
Existem diversos tipos de espelhos. Os mais utilizados são: os espelhos planos e os espelhos curvos. Um espelho plano é uma superfície plana que produz imagens virtuais e simétricas dos objectos. Assim, a imagem dada por um espelho plano é do mesmo tamanho que o objecto, é virtual, uma vez que não se pode projectar num alvo, é direita e é simétrica, ou seja, invertida lateralmente (enantiomorfa).

Espelho plano:

Em um espelho plano comum, vemos nossa imagem com a mesma forma e tamanho, que parece encontrar-se atrás do espelho. Essa imagem é enantiomorfa, e se encontra à mesma distância do objeto ao espelho.
Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha reta, isto é, mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido oposto, para trás do espelho.
Espelhos esféricos
Ver artigo principal: Espelhos esféricos
Resultam do corte de uma esfera em que uma de suas superfícies é espelhada, com reflexão regular (especular). Assim, surgem dois tipos de espelhos, os côncavos e os convexos. No primeiro a superfície refletora é interna, e no segundo externa. Esses espelhos obedecem às mesmas leis de reflexão da luz dos espelhos planos da óptica geométrica.

O espelho côncavo esférico:

Para os espelhos côncavos de Grau pode se verificar que todos os raios luminosos que incidirem ao longo de uma direção paralela ao eixo secundário passam por (ou convergem para) um mesmo ponto F - o foco principal do espelho (ou simplesmente foco do espelho).
Ao passarmos um feixe de luz paralelo ao eixo óptico, sua luz será toda desviada para um ponto comum sobre o eixo óptico chamado de foco. Esse feixe corresponde a luz vinda de um objeto muito longe, por exemplo uma árvore muito distante. A LUZ de uma estrela do firmamento corresponde bem a essa situação.
O espelho convexo esférico
Um espelho convexo é um espelho que se caracteriza fisicamente por apresentar a sua superfície esférica externa como face refletora. Os raios de luz incidentes nesse espelho refletem de forma divergente e tem seus prolongamentos direcionados para o que se encontra no lado posterior do espelho. Assim, as imagens conjugadas por um objeto real, tem natureza virtual e seu tamanho é sempre menor em relação ao objeto sendo orientadas no mesmo sentido do objeto, portanto direitas.
Devido essas características, esses espelhos tem aplicações diversas quando se deseja um grande aumento no campo visual. Podem-se citar os espelhos retrovisores externos de veículos e motocicletas, bem como os espelhos utilizados em lojas, supermercados, farmácias entre outros.