Construa um magnetômetro de garrafa e registre tempestades magnéticas - Parte 1

Já imaginou em ter em sua casa um instrumento muito simples, capaz de detectar as tempestades geomagnéticas no momento em que estão acontecendo? Já pensou em ter seu próprio detector de tempestades solares e auroras boreais?

Se você achou que isso era possível apenas aos grandes laboratórios ou institutos de pesquisas, enganou-se.



Apesar da aparente simplicidade, o magnetômetro aqui descrito é bastante sensível, capaz de detectar delicadas perturbações sutis no campo magnético da Terra que ocorrem devido às tempestades solares.

O instrumento opera como uma bússola altamente sensível e pode registrar anomalias menores que 0.1 grau na "componente D" do campo magnético terrestre local, que indica o desvio do norte magnético em relação ao norte verdadeiro.

O mais interessante do instrumento é que sua construção pode ser feita com materiais que possivelmente você já tem em sua casa, tornando o dispositivo ideal para ser apresentado também em escolas e feiras de ciências.


Funcionamento
A ideia básica para a detecção da anomalia magnética consiste em refletir um feixe de luz laser em um espelho preso a um ímã, suspenso no interior de uma redoma. O reflexo fará o ponto do laser incidir sobre uma escala fixada a uma parede a cerca de 1 ou 2 metros de distância.



Sem interferências externas, o ímã se orientará com o campo magnético natural e o feixe luminoso permanecerá praticamente estático sobre a escala. No entanto, a presença de anomalias magnéticas fará o ímã se deslocar e rotacionar imperceptivelmente. No entanto, devido à geometria do reflexo de um feixe luminoso, pequenos desvios angulares se traduzirão em desvios maiores à longa distância. Esses desvios podem ser calculados através da seguinte fórmula:

Desvio (em graus) = 57.307 * (deflexão em cm/distância até a escala)



Assim, um deslocamento de apenas 0.57º produzirá um desvio de 1 cm em uma escala localizada a 100 centímetros de distância. Se a escala estiver a 2 metros (200 cm) o mesmo deslocamento provocará um desvio de 2 cm, o que tornará o instrumento ainda mais sensível!

No entanto, segundo a Lei da Reflexão, "quando um espelho plano gira um ângulo qualquer em torno de um eixo comum ao plano de incidência, o raio refletido gira no mesmo sentido, mas em um ângulo que é o dobro daquele que o espelho girou”. Isso significa que a deflexão em graus será o dobro daquela mostrada pela fórmula acima, bastando multiplicar o resultado obtido por 2.

Deflexão (em graus) = 0.5 * 57.307 * (deflexão em cm/distância até a escala)



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