CD gravável ( Lápis incluído para escala )
CD é a abreviatura de compact disc (disco compacto). É actualmente o mais popular meio de armazenamento de dados digitais, principalmente música comercializada e software de computador, caso em que o CD recebe o nome de CD-ROM. A tecnologia utilizada nos DVD's é semelhante à dos CD's.
A partir da década de 1980 e início da década de 1990, a invenção dos compact discs prometeu maior capacidade, durabilidade e clareza sonora, sem chiadas, fazendo os discos de vinil serem considerados obsoletos.
Com a banalização dos discos compactos, a consecutiva banalização de gravadores de CD's permitiu a qualquer utilizador de PC gravar os seus próprios CD's, tornando este meio como um sério substituto ao outros dispositivos de backup. Surge assim a banalização dos discos virgens (CD-R), para gravação apenas, e os discos reescrevíveis também chamados regraváveis (CD-RW).
A diferença principal entre estes dois é precisamente a capacidade de se poder apagar e reescrever o conteúdo no segundo tipo, característica que iria contribuir para o desaparecimento das disquetes como meio mais comum de transporte de dados. Efectivamente, um CD é agora capaz de armazenar conteúdo equivalente a mais de 400 disquetes (de capacidade 1,44 MB), com muito maior fiabilidade - uma das características negativas das disquetes era a reduzida fiabilidade destas, já que facilmente se danificavam ou corrompiam.
O Relógio Atómico
Relógio atómico
Um relógio atómico é um tipo de relógio que usa um padrão ressonante de frequência como contador.
Como o próprio nome diz, é um medidor de tempo que funciona baseado numa propriedade do átomo, sendo o padrão a frequência de oscilação da sua energia. Como um pêndulo de relógio, o átomo pode ser estimulado externamente (no caso por ondas electromagnéticas) para que a sua energia oscile de forma regular. Os elementos mais utilizados nos relógios são o césio (principalmente), hidrogénio e rubídio.
O seu funcionamento não é exactamente simples. Com base em estudos anteriores, os pesquisadores conhecem a frequência máxima com que esses átomos libertam energia, a sua frequência de oscilação. Os mecanismos do relógio estimulam os átomos por meio de microondas e ondas magnéticas, até atingir essa frequência, que é interpretada como tempo de acordo com os padrões já conhecidos. Por exemplo, a cada 9.192.631.770 oscilações do átomo de césio-133 o relógio entende que se passou um segundo.
As agências nacionais responsáveis pelos horários oficiais zelam pela manutenção de uma precisão de 10-9 segundo por dia:
Isto é 0,000 000 001 segundo ou ainda, um bilionésimo de segundo.
O primeiro relógio atómico foi construído em 1949 nos Estados Unidos. Uma versão aprimorada, baseada na transição do átomo de césio-133 foi construído por Louis Essen em 1955 no Reino Unido. Isto levou a uma definição, internacionalmente aceite, acerca do segundo baseada no tempo atómico.
Em Agosto de 2004, os cientistas do NIST (em inglês: National Institute of Standards and Technology) apresentaram um relógio atómico do tamanho de um chip (circuito integrado, um dispositivo microelectrónico), que segundo eles, esse relógio atómico teria um milésimo do tamanho de qualquer outro modelo e consumindo apenas 75mW, tornando possível a sua utilização em aparelhos movidos a pilhas ou baterias.
Desde 1967, a definição internacional do tempo baseia-se num relógio atómico, assim como os relógios, satélites e aparelhos de última geração. Ele é considerado o mais preciso já construído pelo homem e mesmo assim atrasa: 1 segundo a cada 3 mil anos. Assim, o Sistema Internacional de Unidades (SI) equiparou o segundo a 9.192.631.770 ciclos de radiação correspondendo à transição entre dois níveis de energia do átomo de césio-133.
O césio (do latim "caesium", que significa "céu azul") é um elemento químico de símbolo Cs. Os seus isótopos mais relevantes são o Cs-133 usado para definir o segundo e o radioisótopo Cs-137 para a cura do cancro.
O césio é um metal alcalino localizado no grupo 1 (1A) da classificação periódica dos elementos. É dúctil, muito reactivo, encontrado no estado líquido na temperatura ambiente. Foi descoberto em 1860 por Robert Wilhelm Bunsen e Gustav Kirchhoff, por análise espectral.
Cão visto com infravermelho
Radiação infravermelha é um tipo de radiação electromagnética com comprimento de onda maior que o da luz visível, porém menor que o das microondas, consequentemente tem menor frequência que a da luz visível e maior que a das microondas. O vermelho é a cor de comprimento de onda mais larga da luz visível, compreendida entre 700 nanómetros e um milímetro. Um nanómetro vale 1.0×10−9 metros, ou um milionésimo de milímetro.
No espectro electromagnético, os infravermelhos subdividem-se em infravermelhos curtos (0,7-5 µm), infravermelhos médios (5-30 µm) e infravermelhos largos (30-1000 µm). Entretanto, esta classificação não é precisa porque em cada área de utilização, se tem uma ideia diferente dos limites dos diferentes tipos. Os infravermelhos estão associados ao calor porque os corpos na temperatura normal emitem radiação térmica no campo dos infravermelhos.
Um micrómetro ou mícron, cujo símbolo é µm é uma unidade de comprimento. Está definido como um milionésimo de metro (ou 1 × 10-6 m). Equivale à milésima parte do milímetro. A letra µ é a letra grega miu. O plural de micrómetro é micrómetros ou micra.
Utilidade dos raios infravermelhos
Os infravermelhos são utilizados nos equipamentos de visão nocturna quando a quantidade de luz visível é insuficiente para ver os objectos. A radiação é detectada e depois reflectida numa tela. Os objectos mais quentes se convertem nos mais luminosos. Um uso muito comum do infravermelho é para efectuação de comandos a distância ( telecomandos ), preferíveis em relação as ondas de rádio por que não sofrem interferências de outras ondas electromagnéticas como. por exemplo, os sinais de televisão.
Os infravermelhos também são utilizados para comunicação a curta distância entre os computadores e os seus periféricos (aparelhos ou placas que enviam ou recebem informações do computador). Os aparelhos que utilizam este tipo de comunicação cumprem geralmente um padrão publicado por Infrared Data Association.
A luz utilizada nas fibras ópticas é geralmente de infravermelhos.
Os infravermelhos foram descobertos em 1800 por William Herschel, um astrónomo inglês de origem alemã. Hershell colocou um termómetro de mercúrio no espectro obtido por um prisma de cristal com o a finalidade de medir o calor emitido por cada cor. Descobriu que o calor era mais forte ao lado do vermelho do espectro, observando que ali não havia luz. Esta foi a primeira experiência que demonstrou que o calor pode ser transmitido por uma forma invisível de luz.
Lâmpada incandescente de Edisson Lâmpada incandescente actual
A lâmpada incandescente ou lâmpada eléctrica é um dispositivo eléctrico que transforma energia eléctrica em energia luminosa.
Thomas Alva Edison em 1880 construiu a primeira lâmpada incandescente utilizando uma haste de carvão muito fina que aquecendo até próximo do ponto de fusão passa a emitir luz.
A haste era inserida numa ampola de vidro onde havia sido formado alto vácuo. O sistema diferia da lâmpada a arco voltaico, pois o filamento de carvão saturado em fio de algodão ficava incandescente, ao invés do centelhamento (pequenos arcos voltaicos) ocasionado pela passagem de corrente das lâmpadas de arco.
A lâmpada de filamento de bambu carbonizado foi a que teve melhor rendimento e durabilidade, sendo em seguida substituída pela de celulose, e finalmente a conhecida até hoje com filamento de tungsténio cuja temperatura de trabalho chega à três mil Celsius.
O tungsténio ou volfrâmio (ou wolfrâmio) é um elemento químico de símbolo W, número atómico 74 ( 74 protões e 74 electrões ) com massa atómica 183,8 u, situado no grupo 6 da classificação periódica dos elementos. É um metal de transição que, à temperatura ambiente, se encontra no estado sólido.
Metal escasso na crosta terrestre, é encontrado em forma de óxido e de sais em certos minérios tais como wolframita e scheelita, entre outros. De cor branca acinzentada, brilhante, muito duro e denso, tem o ponto de fusão mais alto de todos os elementos. É utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes, em resistências eléctricas, em ligas de aço e na fabricação de ferramentas.
A maior dificuldade encontrada por Swan e Edison, quando tentavam fazer lâmpadas desse tipo, era encontrar um material apropriado para o filamento, que não devia se derreter ou queimar.
Hoje em dia os filamentos são, geralmente, feitos de tungsténio, metal que só derrete quando submetido a temperatura altíssima.
Para que os filamentos se queimem com lentidão, remove-se todo o ar da lâmpada, enchendo-a com a mistura dos gases árgon e nitrogénio.
Quando se acciona um interruptor, a corrente eléctrica passa pela lâmpada através de duas gotas de solda de prata que se encontram na parte inferior, e em seguida, ao longo de fios de cobre que se acham firmemente fixados dentro de uma coluna de vidro. Entre as duas extremidades dos fios de cobre estende-se um outro fio muito fino chamado filamento. Quando a corrente passa por este último, torna-o incandescente, produzindo luz.
No caso de lâmpadas incandescentes, a função do filamento, é emitir luz visível por consequência do calor gerado pela passagem de intensidade de corrente eléctrica.
Já em lâmpadas fluorescentes, o filamento serve para aquecer e agitar as moléculas do gás inserido no seu interior proporcionando uma ionização e posterior emissão de luz visível através da sua ampola.
Esta antena de radar de longo alcance
(aproximadamente 40 metros de diâmetro)
gira de modo a observar actividades no horizonte.
O radar, do inglês Radio Detection And Ranging (Detecção e Telemetria pelo Rádio), é um dispositivo que permite detectar objectos a longas distâncias.
O radar emite ondas electromagnéticas que são reflectidas por objectos distantes. A detecção das ondas reflectidas, permite determinar a localização do objecto.
O primeiro Radar foi construído em 1904, por C. Hülsmeyer na Alemanha. Naquela época não houve utilidade prática para o dispositivo, de baixa precisão, construção difícil, e sistema de detecção de eco ineficiente.
Em 1934, Pierre David, revendo a teoria electromagnética, encontrou o estudo realizado pelo alemão. Iniciou então experiências para o desenvolvimento de um sistema de detecção por ondas de rádio em alta frequência, eficiente para a localização de aviões. Simultaneamente, Henri Gutton e Maurice Ponte, conseguiram criar um dispositivo de detecção que funcionou com grande precisão.
Em 1935, foi instalado o primeiro sistema de Radiotelemetria no navio Normandie com o objectivo de localizar e prevenir a aproximação de obstáculos.
No início da Segunda Guerra Mundial, Watson Watt, melhorou e desenvolveu novas tecnologias, utilizando o sistema de telemetria fixa e rotatória.
Em função da melhoria e da exactidão do processamento de sinal e eco por radiofrequência, foi aprovado um projecto de instalação piloto para detecção de aeronaves inimigas, na costa da Inglaterra. Em função do sucesso alcançado desta estação, foram instaladas muitas outras em todo o País.
Os radares foram muito importantes na previsão de ataques inimigos, pois os ingleses sabiam com precisão a distância, velocidade e direcção do ataque, tendo tempo de dar o alarme para a população se proteger, diminuindo imensamente as baixas civis, apesar do bombardeio constante efectuado pelos alemães.
As Potências do Eixo, também estavam a desenvolver sistema similar, porém o seu uso era diferente, os radares alemães eram para aumentar a precisão de tiro, facilitando o direccionamento dos projécteis ao alvo.
Funcionamento do Radar
O radar é composto por uma antena transmissora-receptora de sinais para Super Alta Frequência (SHF). A transmissão é um pulso electromagnético de alta potência, curto período e feixe muito estreito. Durante a propagação pelo espaço, o feixe alarga-se em forma de cone, até atingir ao alvo que está sendo monitorizado, sendo então reflectido e, retornando para a antena, que neste momento é receptora de sinais.
Como se sabe a velocidade de propagação do pulso electromagnético, e pelo tempo de chegada do eco, pode-se facilmente calcular a distância do objecto. É possível também, saber se o alvo se está afastando, ou se está a aproximar da estação. Isto deve-se ao Efeito Doppler, isto é, pela desfasagem de frequência entre o sinal emitido e recebido.
Construção física do Radar
O Equipamento de radar é composto de uma antena trans-receptora, da linha de transmissão, de um transmissor de alta potência e alta frequência, do sistema de recepção, descodificação, processamento e visualização das informações obtidas, além da mesa de interface entre equipamento e operador.
→ Utilização dos Radares
Na marinha, os radares são utilizados para a navegação, detectando e monitorizando obstáculos que podem oferecer riscos até a distância de duzentos quilómetros aproximadamente.
No caso de naves bélicas de guerra, existem radares para a detecção de alvos e direccionamento de tiro passivo para facilitar o acerto de mira de projécteis disparados por canhões, metralhadoras, e para direccionamento de tiro activo de foguetes, mísseis e torpedos.
Existem os radares de defesa anti-aérea com alcance de até duzentos quilómetros para captar aeronaves inimigas orientando as defesas na sua direcção.
Nos Porta-aviões, existem radares semelhantes aos de aeroportos para orientar o tráfego aéreo, desembarque e embarque de aeronaves com segurança e em movimento.
O uso de radares na aeronáutica dá-se a nível de aeroportos, bases aéreas, aeronaves civis e militares, para monitorização e orientação de tráfego aéreo.
Os aeroportos mais modernos possuem radares para "voo cego", isto é, para condições de visibilidade muito baixa, assistindo à aterragem e descolagem com pouco tecto sob neblina leve e baixo horizonte.
A defesa aérea e vigilância utiliza radares mais específicos com detecção de alvos até trezentos quilómetros para aviões em grande altitude, e alcance até trinta quilómetros para aeronaves voando em baixa altitude.
Os radares de direccionamento bélico são utilizados para orientar os mísseis balísticos no momento inicial de arremesso, para depois da descolagem. Internamente estes artefactos possuem equipamentos de orientação autónomos para dirigi-los até ao seu alvo.
Existem também radares de controle de tráfego e vigilância aérea de maior alcance. O sistema não se dá por uma única estação de vigilância e rastreamento, mas sim por muitas interligadas e com os sinais processados de forma redundante pela somatória e processamento de todos os dados numa central. No Brasil, o SISCEAB (Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro) possui um sistema que funciona desta forma, onde existem radares com alcance de até 4.000 quilómetros, que interligados cobrem os 8,5 milhões de km² do território nacional.
As aeronaves de combate possuem radares de interceptação, radares de ataque com pulsos electromagnéticos de alta definição que permitem o voo em baixa altitude sem visão directa do solo, além de radares nos mísseis ar-ar e ar-terra, para busca de alvos por sistemas de detecção electromagnética, pois os sensores de calor são obsoletos e fáceis de ser despistados.
Na força terrestre, o exército, temos os radares de patrulha aérea, com alcance de até trezentos quilómetros, radares de aquisição de alcance até cem quilómetros, de tiro e perseguição de mísseis terra-ar, anti-artilharia, para reconstituição das trajectórias dos projécteis, para localização das peças de artilharia com alcance de até dez quilómetros, e radares de vigilância terrestre para detectar alvos móveis e regulação de tiro de alta precisão.
Os radares de pequeno alcance estão sendo desenvolvidos para a guerra moderna, entre eles se destacam os Rasura com alcance de 5 quilómetros usados pela infantaria, o Rapace utilizado nos carros de combate blindados com alcance de até cinco quilómetros, além do Ratac utilizado pelas peças de artilharia para detectar alvos à trinta quilómetros.
Os radares meteorológicos hoje são de suma importância para a monitorização da atmosfera, facilitando assim actividades como a agricultura, aeronáutica, entre outras, pois detecta com precisão os movimentos das massas de ar, dando indicações úteis aos meteorologistas para a prevenção, desde geadas, vendavais e chuvas de granizo, entre outros fenómenos que podem ser rastreados.