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Volume 42 / Fascículo 3
Outubro 2019
Conteúdo restrito a subscritores

Frequentemente novas descobertas no âmbito da Física fundamental têm aplicações inesperadas e importantes, sendo a evolução dos lasers um exemplo paradigmático.
A primeira contribuição para o seu desenvolvimento veio de Albert Einstein, com a proposta, em 1916, da emissão estimulada de fotões. Na altura, o conceito era denominado de “absorção negativa” e, dada a dificuldade, à época, de criar um número suficientemente grande de átomos no estado excitado, era considerado pela comunidade científica como pouco relevante em
termos práticos.


Neste artigo, abordamos a técnica de amplificação de impulsos dispersos introduzida por Gérard Mourou e Donna Strickland, premiados com o Nobel da Física de 2018. Revemos os conceitos fundamentais associados aos impulsos laser de curta duração e os problemas ligados à sua amplificação, que levaram à demonstração do CPA. Por fim, analisamos o impacto e as principais aplicações desta descoberta.


A redefinição das sete unidades de base do Sistema Internacional de unidades (SI), adotada em 2018, é a oportunidade para apresentar a origem e o motivo da criação do antepassado do SI, o Sistema Métrico Decimal (SMD), baseado no metro, unidade da grandeza comprimento, como parte essencial da metrologia.
São assim lembrados os principais atores e as respetivas motivações que intervieram, bem como os avanços proporcionados, para a progresso da ciência e da metrologia em particular. De construção coerente, o SI integra os progressos tecnológicos e científicos com o objetivo de ficar o mais universal, perene e exato possível, como o evidencia a recente redefinição das unidades de base.


A medição do tempo encontra-se na vanguarda da metrologia. A exatidão de um relógio atómico ganha uma ordem de grandeza a cada 10 anos e, atualmente, a incerteza relativa associada a valores atribuídos a um padrão primário de tempo anda próximo de 10-16. Graças a este nível de incerteza, todas as outras unidades do Sistema Internacional de unidades (SI), que dependem do tempo ou da frequência, são melhoradas. Desde o início deste século, a investigação no domínio da metrologia do tempo tem como base as transições ópticas em átomos frios que, associados a pentes de frequência, produzidos por lasers de femtossegundo, dão origem a relógios ópticos com incertezas relativas na ordem do 10-18. Será este o futuro da grandeza tempo, que levará a uma redefinição do segundo, ou será apenas um produto da investigação em que a definição do segundo continuará a atual.


A revisão do Sistema Internacional de Unidades (SI) entrou em vigor muito recentemente a 20 de maio de 2019, após aprovação pela 26.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) da Convenção do Metro a 16 de novembro de 2018. As sete unidades de base do SI têm agora novas definições, redigidas usando uma formulação designada “de constante explícita”, onde a unidade é definida indiretamente dando explicitamente um valor exato a uma constante fundamental reconhecida. O kelvin passou a ser definido através da constante de Boltzmann que passou a ser uma constante exata. Neste texto, são referidas também as implicações desta revisão do SI na disseminação desta unidade.


O surgimento das baterias de iões de lítio, prémio Nobel da Química de 2019, originou uma revolução tecnológica em dispositivos portáteis tais como telemóveis e computadores, permitindo aumentar a sua autonomia através da melhoria da sua densidade energética, mas também pelo facto de serem mais leves e finas que baterias baseadas noutras tecnologias.
As baterias de iões de lítio terão igualmente um papel revelante na mobilidade elétrica, mas para tal acontecer, vai ser preciso aumentar em cerca de quatro vezes a sua densidade energética. Neste contexto, a simulação teórica será uma ferramenta fundamental para atingir esse objetivo.


Relatam-se práticas pedagógicas de ensino da mecânica centradas no desenvolvimento, em sala de aula, dos modelos mentais dos alunos do 9.º ano de escolaridade. Para medir este desenvolvimento usou-se um extrato do Force Concept Inventory. Os resultados permitiram concluir que houve excelentes aprendizagens dos alunos em termos de correção da maioria das
preconceções iniciais cientificamente incorretas. Salienta-se, por ter tido menor qualidade, a aprendizagem da 3.ª lei de Newton.
Sugere-se a replicação em sala de aula da experiência pedagógica proposta, complementada pelo ensino desta lei através de uma linguagem um pouco diferente da habitual.


Gérard Mourou, um dos vencedores do Prémio Nobel da Física de 2018, esteve em Portugal no passado mês de Abril, para uma série de palestras em Lisboa e no Porto. Tivemos oportunidade de o entrevistar para a Gazeta de Física durante a sua visita ao Instituto Superior Técnico, e de falar sobre o Nobel, a sua investigação e a sua visão para os lasers do futuro. Para uma melhor compreensão da entrevista, recomendamos a leitura prévia do artigo “Lasers de alta potência e o Prémio Nobel da Física de 2018”, nesta mesma edição.


Já muito se escreveu, em particular no último número da Gazeta de Física (Vol. 42, N.º 2, 2019), sobre o eclipse do Sol de 29 de Maio 1919, o seu contexto e consequências. Vários livros foram recentemente publicados sobre o assunto, dos quais destaco o de Daniel Kennefick, “No shadow of a doubt”, que apresenta um trabalho de investigação e análise resultando, não só, numa leitura aprazível, mas também em material para reflexão. E, de entre as muitas ideias sobre as quais valeria a pena escrever, há uma, em particular, que partindo do contexto do dito eclipse, o transcende.


Uma pequena nuvem
Já reparaste que a água pode aparecer de várias formas? Podemos vê-la como água líquida ou como gelo, e sabemos que, apesar de invisível, está presente no ar na forma de vapor de água. Dizemos que a água pode existir em diferentes estados ou diferentes fases. Para passar de um estado para outro basta alterar a temperatura.


A Divisão de educação da European Phyiscal Society (EPS) atribuiu o prestigiado prémio EPS Secondary Teaching School Teaching Award a um professor português de Física do Ensino Secundário.

O professor Jorge do Carmo António foi o vencedor da edição 2019 do EPS Secondary School Teaching Award, “for his contributions to the improvement of physics education in the country of East Timor, mainly at secondary level, but also on primary and university level, as well as his contributions to the public understanding of physics in East Timor and in several smaller towns in Portugal”.

Este prémio é atribuído de dois em dois anos entre os professores propostos pelas respetivas Sociedades membros da EPS. Este ano, o professor proposto pela Sociedade Portuguesa de Física, SPF, foi o selecionado pelo comité internacional. O prémio foi entregue durante a conferência GIREP-EPEC-MPTL, que teve lugar em Budapeste, de 1 a 5 de julho.
 


A 3.ª Conferência de Física dos Países de Língua Portuguesa (3CFPLP) decorreu de 30 de maio a 1 de junho na tranquila Ilha de São Tomé, concretamente no Hotel Praia para podermos ter garantida uma sala de eventos com ar condicionado e demais apoios que a universidade não podia garantir. ...

A 3CFPLP teve como designação complementar “a Física para um Desenvolvimento Equilibrado” incluindo cinco tópicos: Física e Ensino, Energia, Ambiente e Clima, Nanotecnologias e Física para a Saúde. Temas inclusivos às atividades de Física desenvolvidas nos seis países participantes.


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