Medir a Velocidade da Luz em um Forno Microondas
Objetivo
Medir a velocidade da luz com um forno de micro-ondas.
Descrição
Hoje em dia, quase toda cozinha de classe média tem um forno de micro-ondas. Vamos usar um desses fornos para medir a velocidade da luz. Na verdade, medimos o comprimento de onda da radiação do forno e daí achamos a velocidade. Não é bem a luz visível mas é uma onda eletromagnética.
Use um forno sem rotação e sem espelho giratório. Parece receita culinária: pegue uma travessa de vidro pirex e ponha nela uma camada de uns dois centímetros de margarina, marchemelo ou cobertura de sorvete. Serve qualquer material comestível pastoso. Coloque no micro-ondas em calor baixo. A pasta começa a derreter onde o calor é mais intenso. Quando estiver derretido em alguns pontos, retire a travessa do forno.
Observe que a massa tem pontos derretidos. Meça as distâncias entre vários pontos contíguos e calcule a média desses valores. Deve dar um número próximo de 10 a 15 centímetros. Esse valor é o comprimento de onda L da radiação de micro-ondas do forno.
Obtenha o valor da freqüência da micro-onda do forno. Em geral, esse valor está escrito atrás do forno ou embaixo dele. Se não, deve estar no Manual de Instruções. Um valor usual é 2450 megahertz.
Pronto. Temos a freqüência f e medimos o comprimento de onda L. Para saber a velocidade da onda eletromagnética basta multiplicar os dois: c = f L. Fazendo a medida com algum cuidado é possível obter um valor com erro menor que 5%.
Depois você pode servir o material com cobertura de chocolate.
Análise
A distância entre dois máximos consecutivos de uma onda é o que chamamos de comprimento de onda. A freqüência indica quantos desses máximos passam por unidade de tempo. Podemos determinar a velocidade da onda (c), pois ela é o produto da freqüência ( f ) pelo comprimento de onda ( L ), isto é: c = f . L. Se você usou a freqüência em Hertz e o comprimento de onda em centímetros, a velocidade será dada em centímetros por segundo. Converta esse valor em quilômetros por segundo como é usual para a velocidade da luz.
Material
Forno de micro-ondas.
Travessa de vidro pirex.
Material comestível pastoso: pode ser marchemelo, pirê de batatas, cobertura de sorvete, etc. Experimente e escolha o mais adequado.
Régua graduada.
Dicas
O essencial é ensinar ao seu público que a micro-onda é prima da luz visível: só não vemos micro-ondas porque nossos olhos não são sensíveis a elas. Mas, como toda onda eletromagnética, tem a mesma velocidade da luz que queremos medir.
Junte essa experiência com outra onde usamos um aparelho de TV. Nesse caso, o comprimento de onda é ainda maior, na ordem de alguns metros.
Leia nossa seção especial sobre a VELOCIDADE DA LUZ, onde poderá obter mais informações sobre esse assunto de sua apresentação.
Essa interessante experiência foi sugerida por Robert H. Stauffer, Jr., na revista The Physics Teacher de Abril de 1997, página 231.
