Utilização de um espectrógrafo de projeção como uma ferramenta para demonstrações sobre polarização da luz

Abstract

Recebido em 17/11/09; aceito em 19/1/10; publicado na web em 12/5/10 PROJECTION SPECTROGRAPH AS A TOOL FOR LIGHT POLARIZATION CLASSROOMS DEMONSTRATIONS. This article describes the use of a projection spectrograph based on an overhead projector for use in classroom demonstrations on light polarization and optical activity. A simple adaptation on a previously developed apparatus allows illustrating several aspects of optical activity, such as circular and linear birefringence, including their wavelength dependence. Specifically, we use the projection spectrograph to demonstrate the optical activity of an aqueous solution of sugar (circular birefringence), of a quartz plate and of an overhead projector transparence film (linear birefringence). A historical survey about the optical activity discovery and the main principles involved is also presented.Keywords: projection spectrograph; optical activity; birefringence. INTRODUÇÃOA propagação da radiação eletromagnética e mais especificamente da luz visível em um meio material depende de características específicas deste meio. Assim, o estudo das modificações sofridas pela luz ao se propagar em um meio traz informações importantes sobre as características atômicas do mesmo. Por exemplo, medindo-se a intensidade de luz absorvida por um material em cada comprimento de onda (espectro de transmissão), pode-se obter informações sobre a sua composição química. No entanto, um feixe luminoso ao atravessar um meio material não sofre somente alteração em suas características espectrais, mas pode também sofrer alteração em seu estado de polarização. Essas alterações são usadas em várias aplicações tecnológicas, por exemplo, o valor comercial da cana-de-açúcar é avaliado com base na sua concentração de sacarose, que é determinada utilizando um método que envolve a avaliação das mudanças na direção da polarização da luz ao atravessar uma solução (polarimetria). Já uma aplicação científica comum que envolve a análise da polarização da luz é a técnica denominada dicroísmo circular que, entre outras aplicações, é utilizada para o estudo da estrutura secundária de proteínas.Em artigo anterior, foi apresentado um aparato baseado em um retroprojetor com o qual é possível realizar várias demonstrações experimentais envolvendo os processos de emissão e absorção da luz.1 Neste artigo, serão apresentadas novas aplicações onde o mesmo aparato é utilizado para demonstrações dos principais conceitos envolvendo polarização da luz. Com o uso do retroprojetor modificado e um acessório proposto é possível analisar a atividade óptica de materiais como função do comprimento de onda, por exemplo, o estudo das propriedades de birrefringência linear e circular dos materiais. Além disso, o uso do retroprojetor com fonte de luz permite que as demonstrações sejam realizadas para um grande número de estudantes. Histórico das descobertas sobre a polarização da luzO primeiro fenômeno relacionado com o que viria a ser chamado de polarização da luz foi relatado em 1669 pelo dinamarquês Erasmo Bartholin, que obs...