domingo, outubro 30, 2005

o que é holográfia...

Os hologramas são imagens em três dimensões, como os coloridos emblemas de segurança nos cartões de crédito e nas embalagens de CD. Tal como a fotografia, a holografia é uma técnica para registrar em filme a informação relativa a um objeto ou cena. Entretanto, os mecanismos básicos utilizados, bem como a natureza das imagens produzidas, diferem bastante de uma para outra. A fotografia comum produz uma representação bidimensional do objeto, na qual a profundidade da cena termina no plano de impressão. A holografia, ao contrário, capta a informação em três dimensões: inclui a profundidade.

Para compreender a diferença entre a fotografia comum e este processo, é importante considerar primeiramente a natureza da luz. A luz visível é um tipo de radiação e, como tal, atravessa o espaço na forma de ondas eletromagnéticas. A distância entre as sucessivas cristas dessas ondas é denominada comprimento de onda, e o número de cristas por segundo que passam por um ponto chama-se freqüência. Como a velocidade de propagação da luz é constante, freqüências mais altas eqüivalem a comprimentos de onda mais curtos. As fontes de luz usadas nas fotografias convencionais (a luz do sol e a iluminação artificial, por exemplo) emitem radiação com uma ampla gama de freqüências, visto que a luz branca abrange as freqüências do ultravioleta até o infravermelho. Para se registrar a informação acerca da profundidade da cena é necessário que a fonte de luz seja monocromática (tenha freqüência única) e coerente, isto é, que as cristas de todas as ondas caminhem juntas (em fase). Por isso, embora a holografia tenha sido idealizada em 1947, a demonstração prática de seus efeitos só se tornou possível a partir da década de 60, com o desenvolvimento da tecnologia do laser, que emite raios luminosos coerentes e monocromáticos.

Quando duas ondas chegam a um determinado ponto em fase, isto é, quando as cristas de ambas coincidem, suas energias atuam em conjunto, reforçando a intensidade ou amplitude da luz. Este processo é chamado interferência construtiva. Por outro lado, se a crista de uma onda coincide com a posição mínima - ou ventre do ciclo - de outra, ou seja, se as cristas de ambas chegam fora de fase, obtém-se uma redução de intensidade: ocorre uma interferência destrutiva. Como o raio laser é monocromático e coerente, os detalhes relativos à profundidade de uma cena iluminada por um feixe deste tipo estão contidos nos relacionamentos das fases das ondas que chegam à chapa de registro holográfico. Uma onda vinda de uma parte mais distante da cena chega "retardada" com relação às ondas provenientes dos pontos mais próximos. É o registro desta informação que permite a reconstrução óptica do objeto em três dimensões. Para registrar esta informação é necessário um feixe de referência, com o qual se possam comparar os relacionamentos fásicos do feixe luminoso refletido pelo objeto. Para tanto separa-se o feixe de laser em dois: um dirigido para a cena, a partir do qual se forma o feixe refletido (feixe objeto); o outro (feixe de referência) é apontado diretamente para a placa de registro. No ponto em que os dois se encontram, a chapa, ocorre o fenômeno da interferência.

O holograma é usualmente revelado numa chapa transparente. Para reconstruir a imagem da cena original, esta transparência precisa ser iluminada com um feixe de luz coerente, semelhante ao utilizado como feixe de referência no registro. À medida que passa através da chapa transparente do holograma, o feixe de laser de reconstrução é modulado (modificado), de acordo com a amplitude e fase, assemelhando-se desta forma ao feixe objeto original. Forma-se então uma imagem virtual do objeto que, para o observador, parece estar situada atrás do holograma. Existe também uma imagem real, formada do mesmo lado em que se coloca o observador, e que não pode ser vista por tratar-se de uma imagem focalizada. Contudo, ela poderá ser observada se uma tela for colocada na área focal.

Como a cor depende da freqüência da luz, qualquer holograma produzido com um único laser dará na reconstrução imagens de uma única cor. Entretanto, com a utilização de três raios laser de freqüências diferentes (correspondentes às três cores primárias - vermelho, verde e azul), é possível registrar e reconstruir uma cena com todas as cores.

Aplicações da holografia A holografia é muito usada na pesquisa científica e nos testes. Os selos holográficos são uma medida de segurança, porque é muito difícil falsificá-los. Outras aplicações testes de aviação, que projetam instrumentos no campo de visão do piloto, e leitores de barra, em lojas. A holografia também foi desenvolvida como forma de arte. Os hologramas são encontrados em galerias e museus de todo o mundo. Sua produção em grande quantidade é de baixo custo, o que os viabiliza como itens promocionais ou de presentes.

fonte: http://www.herbario.com.br/dataherbfotografia06/holografia.htm acesso em 30 de out. 2005

Memória em cubos...

Brasileiros desenvolvem material com enorme capacidade de armazenamento de dados

Um novo material para armazenamento de informações digitais que promete substituir os já quase antiquados DVDs e CDs (discos de gravação) está sendo desenvolvido no Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Araraquara, por pesquisadores do Grupo de Materiais Fotônicos. Trata-se de um bloco de vidro composto por altas concentrações de óxido de tungsténio que realiza gravações em três dimensões, ao contrário dos discos, que trabalham apenas com duas.

Segundo os químicos Marcelo Nalin, pós-doutorando do Instituto de Física da Universidade de Campinas (Unicamp), e Gaël Poirier, pós-doutorando do Instituto de Química da Unesp, é difícil precisar a capacidade de armazenamento de informações do bloco de vidro, que depende da qualidade do equipamento utilizado na gravação e da modulação das propriedades ópticas do vidro. Porém, estima-se que o limite de armazenamento seja de 1,6 terabyte por cm3 (cerca de 1.600 gigabytes). Os DVDs mais avançados encontrados no mercado hoje conseguem guardar dados de 20 gigabytes, enquanto os CDs, apenas 700 megabytes.

O grupo de pesquisa pretende testar as gravações no vidro bruto e em forma de película fina (com nanômetros de espessura), para simular as películas de calcoge-neto (composto formado por elementos químicos classificados como calcogênios) normalmente utilizadas em CDs e DVDs. Dessa forma, os cientistas poderão verificar qual o modo mais eficiente de gravação. Isso está atualmen-te em estudo no Laboratório de Óptica do Instituto de Física da Unicamp em colaboração com a física Lucila Cescato.

O vidro de tungsténio também deverá ter utilidade em outras áreas da informática e da indústria eletrônica, assim como na fabricação de chips e memórias para computadores. Mas isso só ocorrerá se os estudos mostrarem que o material é compatível com outros aparelhos eletrônicos.

O químico Younès Messaddeq, coordenador da equipe da Unesp, afirma que, apesar de já existirem estudos na área em outros países, nenhum grupo chegou ao estágio avançado em que se encontra a pesquisa no Brasil. A empresa norte-americana Inpha-se Technologies prevê para este ano o lançamento de um vidro com capacidade aproximada de 200 gigabytes, mas ela emprega um processo de armazenamento holográfico que impede a regra-vação do vidro. Já as gravações no vidro de tungsténio, quando expostas a tratamento térmico ou à aplicação de determinados 7a-sers, podem ser apagadas e o material fica pronto para outra gravação.

Outra vantagem do vidro de tungsténio é seu baixo custo de produção. Ele é preparado a partir do mesmo processo de fabricação do vidro comum. Depois de misturar os elementos reagentes - óxido de tungsténio (WO3), po-lifosfato de sódio (NaPO3) e fluo-reto de bário (BaF2) -, eles são colocados em um recipiente de cerâmica que é levado ao forno para fusão. O líquido fundido é vertido em um molde metálico com a forma desejada. Após a sintetização do vidro, a amostra passa por um recozimento de quatro horas, seguido por um resfriamento gradual até atingir a temperatura ambiente. Finalmente, a superfície do vidro é polida para melhorar sua qualidade óptica.

Rara realizar gravação de imagens, aplica-se um laser ao vidro de tungsténio, que é fotossensível e muda de cor após a gravação. Devem ser utilizados lasers ultravioleta para as gravações superficiais, ou lasers cujo comprimento de onda seja de 488 ou 514 nanômetros para gravações de imagens em duas dimensões, que se prolongam para uma terceira dimensão. Este último laser foi utilizado pelo grupo da Unesp para a gravação da imagem do físico alemão Albert Einstein em um vidro, com o auxílio de um programa de computador.

Os pesquisadores já obtiveram a patente para o vidro de tungsténio no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (ENPI) e, em um ano, ela poderá ser solicitada no resto do mundo. No momento, os pesquisadores buscam um parceiro para viabilizar a continuação do trabalho e a comercialização do produto, que poderia ocorrer em cinco anos, segundo Nalin.

Júlio Molica

Ciência Hoje /RJ (setembro de 2005 • CIÊNCIA HOJE VOl. 37 • n2 119 )

O Impacto desse mecanismo de memória no registro da informação certamente afetara o modo como guardamos a informação e como ela vai ser indexada, a evolução dos suportes e manejo de seus pocessos, constitui um novo campo de investigação como indica a pesquisa da área de química da UNESP de Araraquara. Héberlee.

4 pilares da educação do século 21

  • Aprender a aprender,
  • Aprender a conhecer,
  • Aprender a fazer,
  • Aprender a ser...