Laboratórios na UPA 2015
- Células Fotovoltaicas : O laboratório possui infraestrutura para a fabricação e caracterização de células solares de silício cristalino com diferentes estruturas. Realizamos um estudo de purificação do silício nacional com o qual obtivemos células solares de alta eficiência. Células solares de terceira geração estão sendo investigadas, visando reduzir os custos na fabricação dos dispositivos. Para isto o laboratório dispõe de vários equipamentos de deposição de materiais (electron-beam, sputtering, evaporadora de metais, FCVA, PECVD) e vários equipamentos de caracterização (AFM, FTIR, nanodurômetro, simulador solar, stress), para o desenvolvimento e estudo de uma variada gama de materiais incluindo nanoestruturas para aplicações em dispositivos fotovoltaicos.
- Cristalografia: O Laboratório de Cristalografia Aplicada e Raios X desenvolve projetos de pesquisa no estudo de propriedades cristalográficas de materiais e no desenvolvimento de novas técnicas de imagens radiográficas com potencial de aplicação médica. A ferramenta básica para estes estudos são os raios-x que tem o potencial de sondar a natureza atômica da matéria através da difração de raios-x. Desta forma é possível determinar as propriedades básicas de cristais artificiais ou naturais assim como de determinar propriedades eletrônicas e magnéticas da matéria. Os raios-x também tem um grande potencial de uso em diagnóstico médico pelo seu forte poder de penetração em materiais biológicos. Pesquisas recentes mostram que muito pode ser desenvolvido se usamos as propriedades de coerência espacial dos raios-x na formação de imagens. Desenvolvimentos nesta área estão sendo realizados em nosso laboratório. Finalmente desenvolvemos novas fontes de raios-x que permitirão estudos de fenômenos ultrarrápidos.
- Cronologia: O termo “cronologia”, no nome do grupo, refere-se à pesquisa sobre métodos de datação (de rochas, por exemplo) por meio da detecção de partículas geradas em decaimentos radioativos. Porém, o grupo também atua em diversos outros temas em que os elementos radioativos são usados como instrumento de investigação, como medidas da contaminação do ar por radônio e filhos, terapia de câncer por captura de nêutrons por boro (BNCT) e a termocronologia (determinação da história térmica de amostras geológicas, em especial para ajudar na prospecção de petróleo). São também feitas pesquisas básicas sobre os traços nucleares (as marcas que as partículas provenientes de decaimentos radioativos deixam nos materiais, principal indicador usado pelo grupo nas investigações), medidas de fluxo de nêutrons e taxas de rações específicas envolvendo a captura de nêutrons. O laboratório do Grupo de Cronologia conta com sala de preparação de amostras, local para tratamento químico das amostras, microscópios para visualização dos traços de partículas alfa, prótons e outros íons de interesse. Além disso há uma sala de fornos, onde o processo de recuperação da rede cristalina de materiais é estudado para posterior aplicação a problemas geológicos.
- Eletrônica: Ensino de eletricidade e eletrônica: neste laboratório será apresentado o funcionamento de uma impressora 3D, demonstração de rádio AM com galena, comparação entre meios de transmissão de sinais elétricos e funcionamento de display de cristal liquido.
- Ensino de Óptica: Dispersão da luz branca no prisma – Com um segundo prisma, reversão do processo de dispersão – Dispersão da luz branca em uma grade de difração – Imagem real ( porquinho) – Polarização de luz ( observação e um feixe luminoso através de 3 polarizadores) – Observação da distribuição luminosa de vários tipos de fontes com um espectrômetro de fibra – Noções básicas de fibra óptica e transmissão de som via luz na fibra óptica – Figuras de difração e hologramas feitos no laboratório – Observação de uma lente muito grande – Efeitos de baixo relevo em perspectiva – Harmonógrafo no corredor.
- Fabricação e Análise de Superfícies: O laboratório trabalha com preparação de superfícies, através da deposição de recobrimentos finos, e com modificação de superfícies através de bombardeamento iônico. Esses procedimentos são utilizados, por exemplo, para obter superfícies duras e texturizadas, utilizadas nas indústrias mecânica e eletrônica. A infraestrutura do sistema consta com câmeras de vácuo, uma vez que os processos necessitam de uma atmosfera rarefeita e controlada. Acoplados a essas câmeras, o laboratório possui canhões aceleradores de íons e um sistema de análise da composição química da superfície, realizada através da técnica XPS (estudo de elétrons que são ejetados quando um feixe de raios-X incide na superfície).
- Física Médica: Neste laboratório os alunos estudam os conceitos físicos empregados na área médica, através de equipamentos utilizados rotineiramente em hospitais e clínicas. Estarão disponíveis para demonstração no UPA equipamentos de raios-X médico e odontológico, simulador de corpo humano e suas imagens reais. Também estão disponíveis os equipamentos de proteção radiológica (como colete de chumbo e protetor de tireoide) para fomentar a interação dos alunos do ambiente do laboratório e estimular perguntas sobre efeitos da radiação no corpo humano. Também serão abordados temas como radiação natural e radiação cósmica realizando medidas – com um detector tipo Geiger-Muller – do nível de radiação da areia de Guarapari, entre outros produtos naturais.
- Física Moderna: Espectroscopia da luz atômica molecular e interpretação das suas linhas de emissão – Experimento de Franck – Hertz para estudos da quantização dos estados de energia internos em átomos – Espectroscopia Experimental de raios gama, quantificando os eventos de emissão de acordo com a energia associada e assim identificar alguns dos processos de interação da radiação com a matéria, quais sejam: o efeito fotoelétrico, espalhamento Compton e a produção de pares.
- Holografia: Óptica ondulatória, hologramas, óptica geométrica, TV 3D: Interferência em lâminas e bolhas de sabão, por laser em lâmina de vidro, interferômetro de Michelson caseiro. Espectros por CD e DVD. Hologramas de objetos históricos e de pessoas. Sombras com efeitos interessantes, sombras em 3D. Câmara de furo. Efeitos surpreendentes com espelhos planos, côncavos e convexos. Refração com prisma de ângulo variável, Lâmina “Quebra-Cara”. Lâmpadas com água como lentes. Grande lente com feixes a flutuar no espaço. Luneta Lunazzi. TV 3D: Seleção de Fotos e vídeos, estereoscópio para celular com realidade virtual.
- Laboratório de Instrumentação para o Ensino de Física (LIEF): Está aberto para auxiliar didaticamente professores do segundo Grau e divulgar a física para as pessoas interessadas em aprender mais sobre o assunto. Lá estão sendo exibidas cerca de 30 experiências simples de física, em sua grande maioria desenvolvidas por alunos e ex-alunos do IFGW, de modo a demonstrar algumas leis da física que estudamos, porém não vemos frequentemente em nosso dia-a-dia, estas experiências abrangem a mecânica,a ótica, a termodinâmica e os fenômenos elétricos e magnéticos.
- Materiais e Baixas Temperaturas: Neste laboratório desenvolvemos pesquisa ná área de magnetismo e supercondutividade com ênfase em nanomateriais. Possuímos uma grande infraestrutura, permitindo tanto a fabricação de novos materiais quanto o estudo de suas interessantes propriedades físicas, muitas vezes consequência do tamanho nanométrico. O laboratório se especializou no estudo das mudanças de propriedades devido as baixas temperaturas. Estas mudanças, que vão muito além do congelamento, permitem criar novos sistemas com aplicações tecnológicas importantes: supercondutores, maior armazenamento de informação, nanotecnologia, spintrônica, dentre muitas outras coisas maravilhosas.
- Microscopia de Força Atômica: Neste laboratório trabalhamos com microscopia de força atômica, estudando as propriedades de vários tipos de nanomateriais. Com esta técnica, observamos na nanoescala desde a morfologia de nanomateriais semicondutores – que formam a próxima geração de materiais para dispositivos opto-eletrônicos – até a distribuição de cargas elétricas em sua superfície. Também trabalhamos com física biológica, estudando a formação de biofilmes de bactérias. Para isso, acoplamos o microscópio de força atômica a um microscópio óptico de fluorescência para estudar, por exemplo, mecanismos de adesão celular em superfícies, e como as proteínas produzidas pela célula participam nesse processo.
- OSA (Capítulo de Estudantes): Experimentos relacionados à óptica e suas aplicações. Experimentos sobre polarização, refração e difração, para explicitar o caráter ondulatório da luz.
- Show da Física: O objetivo do show de física é mostrar a física de uma maneira divertida, lúdica e simples. O evento é em si dinâmico, durante os experimentos os apresentadores vão interagindo com o público e incentivando sua participação. Aprenda mais sobre física no dia-a-dia brincando! (Saiba mais em Quanta)
