ESPECTROSCOPIA ÓPTICA AUTOMATIZADA DE LÂMPADAS DE VAPOR DE GASES EM ALTA PRESSÃO PARA UTILIZAÇÃO DIDÁTICA DE BAIXO CUSTO

Automated optical spectroscopy of high-pressure vapor lamps for low-cost didactic use

Resumo

Diferentemente do espectro contínuo que se observa quando um sólido incandescente é analisado por um espectrômetro, o espectro de gases sujeitos a uma descarga elétrica emite uma distribuição discreta de energia. O conjunto dessas linhas espectrais é característico de cada gás. Esse comportamento pode ser explicado do ponto de vista atômico, utilizando conceitos da Física Moderna. O fenômeno pode facilmente ser observado através de experimentos com lâmpadas de vapor de gases em alta pressão como sódio e mercúrio, por exemplo. Com o objetivo de demonstrar esses conceitos da Física Moderna de forma didática, automatizada e de baixo custo, foi desenvolvido um sistema simples para a análise desse fenômeno. Inspirado nos experimentos didáticos desenvolvidos pelo Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo, foi utilizado um sensor fotodiodo linear, controlado via Arduino, para leitura da radiação emitida por lâmpadas de vapor de gases em alta pressão. Os resultados são testados e comparados com os valores obtidos de forma manual e com os valores relatados pela literatura. Esse sistema de aquisição de dados pode ser utilizado para demonstração, quantificação e identificação dos gases, podendo ser utilizado em sala de aula ou em feiras e exposições de física, com o objetivo de apoiar e expandir os conhecimentos de física. O contexto histórico do entendimento do fenômeno também é abordado.