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Interactive Simulations for Teaching Physics
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Determinação da Razão Carga/Massa do Elétron
Language:
Nesta simulação um feixe de elétrons é lançado em uma região onde há um campo magnético (a velocidade de lançamento dos elétrons é sempre perpendicular ao campo magnético). A trajetória dos elétrons pode ser visualizada por uma linha azul. A velocidade dos elétrons pode ser variada, alterando o potencial de aceleração (V). O campo magnético perpendicular ao plano da figura, pode ser variado dentro de limites preestabelecidos. Uma régua permite medir o diâmetro da trajetória das partículas. A simulação permite calcular a razão entre a carga e a massa do elétron. ATENÇÃO: Esta simulação foi desenvolvida (deliberadamente) de modo a fornecer a Razão Carga/Massa com um pequeno erro experimental, assim como ocorreria em um experimento real.
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Difração de Elétrons
Language:
Na simulação Difração de Elétrons um círculo representa a visão frontal do globo de vidro de um tubo de difração de elétrons. Uma fonte de 6.3 V representa a fonte que alimenta o filamento do tubo que, quando aquecido, libera elétrons pelo efeito termiônico, também chamado de efeito Edson. Um cursor representa o controle de uma fonte de alta tensão que acelera os elétrons. Os elétrons acelerados incidem com altas velocidades sobre uma amostra policristalina de grafita (não visível) que está colocada no interior do tubo de difração. Os elétrons são difratados pela estrutura da grafita e formam anéis de interferência construtiva na superfície fluorescente do globo de vidro. Os anéis de interferência evidenciam o comportamento ondulatório dos elétrons cujo comprimento de onda é função da velocidade dos elétrons. Os raios dos círculos observados estão relacionados com o comprimento de onda dos elétrons e com as distâncias entre os planos de átomos nos cristais de grafita. Uma régua permite a determinação dos raios dos anéis de interferência observados. A análise dos valores encontrados para os raios dos círculos observados em função da velocidade dos elétrons e das dimensões do globo de vidro permite a determinação da distância entre os planos de átomos da grafita.
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Experimento da Gota de Óleo de Millikan
Language:
Na experiência de Millikan, gotas de óleo produzidas por um pulverizador, são lançadas em uma região onde existe um campo elétrico que é produzido aplicando-se uma diferença de potencial elétrico entre as placas paralelas de um capacitor. Devido ao atrito entre o óleo e as paredes do pulverizador, as gotas formadas ficam eletricamente carregadas, portanto, sujeitas à ação do campo elétrico. Na realidade, cada gota sofre a ação de quatro forças: a força peso (Fg), a força elétrica (FE), a força de atrito viscoso com o ar (FV), e a força do empuxo (Femp). Nessa simulação gotas de óleo de silicone são geradas com um número de elétrons aleatório e com volumes gerados também aleatoriamente. A diferença de potencial entre as placas do capacitor pode ser regulada através de um cursor. A simulação fornece as velocidades de descida e de subida da gota de óleo. A análise dos dados (velocidades de subida e de descida de uma mesma gota, diferença de potencial entre as placas do capacitor e algumas constantes) permite a determinação da carga elementar.
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Experimento de Franck-Hertz
Language:
Esta simulação apresenta um tubo evacuado contento mercúrio (ou argônio ou neônio). No interior do tubo elétrons são liberados no catodo e acelerados pelo potencial positivo de um anodo, ou grade aceleradora (situado em uma posição intermediária dentro do tubo). A grade deixa passar os elétrons na direção de uma placa retardadora (posicionada à direita dentro do tubo) ligada a um potencial negativo. Os elétrons que passarem pela grade com energia suficiente para atingir a placa geram uma corrente IS que é medida em função do potencial entre o anodo e a grade. Um gráfico da corrente em função do potencial de aceleração dos elétrons é gerado permitindo a determinação da energia de excitação do gás em estudo.
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Interferômetro de Fabry-Perot para Micro-Ondas
Language:
Esta simulação permite o estudo do funcionamento do interferômetro de Fabry-Perot para a determinação do comprimento de onda de micro-ondas. Dois refletores parciais são colocados entre um emissor de micro-ondas e um detector. Variando-se a distância entre os refletores parciais é possível identificar as posições relativas para as quais há interferência construtiva e as posições relativas para as quais há interferência destrutiva. Isso é possível observando a intensidade do sinal no detector. Uma régua permite a medida das posições relativas dos refletores parciais.
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Interferômetro de Michelson
Language:
Esta simulação permite o estudo do funcionamento do interferômetro de Michelson usado em laboratórios de ensino de física. Com a simulação é possível determinar o comprimento de onda da luz de um Laser (dentre três opções: vermelho, verde e azul), bem como a determinação do índice de refração de um gás dentre quatro opções: ar, cloro, gás carbônico e hidrogênio. Um botão permite visualizar a trajetória da luz no interferômetro.
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Interferômetro de Michelson (Filme)
Language:
O filme mostra um interferômetro de Michelson produzido pela PHYWE sendo utilizado para a determinação do comprimento de onda da luz de um laser de He-Ne. Os dados necessários para a determinação do comprimento de onda, são informados no filme.
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Interferômetro de Michelson para Micro-Ondas
Language:
Esta simulação permite o estudo do funcionamento do interferômetro de Michelson em um arranjo experimental para micro-ondas. Com a simulação é possível movimentar dois refletores de micro-ondas e observar as posições para as quais a intensidade no detector atinge valores máximos ou mínimos; com isso é possível determinar o comprimento de onda da radiação de micro-onda em estudo (dentre cinco opções). Também é possível colocar blocos com espessura conhecidas no caminho horizontal do feixe de micro-ondas e determinar o índice de refração para micro-ondas do material escolhido (dentre três opções).
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