Diâmetro do Sol através da Câmara Escura

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA EDUCAÇÃO DE ALAGOAS – CECITE

Observatório Astronômico Genival Leite Lima – OAGLL

DETERMINANDO O DIÂMETRO DO SOL ATRAVÉS DA CÂMARA ESCURA

Objetivo

Nosso objetivo foi determinar o diâmetro do sol com uma câmara escura de orifício. Com a ajuda de alguns conceitos básicos de Óptica : altura, distância e tamanho de imagens conseguimos obter resultados satisfatórios. Este trabalho pode ser feito em grupo. Observação: O experimento foi realizado em um período de afélio (terra mais afastada do sol), esta informação foi de suma importância no desenvolvimento dos cálculos. Para realizar este experimento tomamos como referência uma atividade proposta da Olimpíada Brasileira de Astronomia de 2014 nível 4.

Este experimento foi realizado no Observatório Astronômico Genival Leite Lima, sob orientação do Professor M.e. Adriano Aubert com o objetivo de usar conceitos astronômicos de calcular o diâmetro do sol utilizando materiais de baixo custo a fim de despertar o interesse dos alunos pelas ciências de um modo geral. Público Alvo : Para alunos de qualquer ano do ensino médio.

Introdução Teórica

Mostramos como Eratóstenes fez para medir o raio da Terra. Nesta questão vamos mostrar como você mesmo pode fazer para medir o diâmetro (D) do Sol, conhecendo-se sua distância até a Terra. Como o experimento foi realizado no dia 23/06/2016 Maceió AL em um momento de Afélio a distância da Terra ao Sol é de aproximadamente 152 milhões de quilômetros.

Materiais utilizados

1 régua milimetrada

1 lápis

1 fita adesiva

1 pedaço de papel vegetal (5 cm)

2 pedaço de papelão (ou papel resistente 10 cm)

1 compasso

1 pedaço de papel alumínio

1 tubo de aproximadamente 2 metros (pode ser de cartolina escura)

Materiais utilizados no experimento

Procedimento Experimental

1.Utilizamos um tubo de p.v.c. (cartolina preta) com cerca de 10 ou 15 cm de diâmetro e o mais longo possível 1,320 metros (pode ser de 2 metros para que o diâmetro do sol não apareça tão pequeno no resultado final).

2.De um lado tapamos com papel alumínio e no centro dele fizemos um minúsculo furo com a ponta de uma caneta 2 mm aproximadamente (para entrar luz solar).

Parte externa do tubo

3.Tapamos o outro lado do tubo com um pedaço de papelão milimetrado com um corte retangular no centro e colocamos papel vegetal (onde apareceu a imagem do sol) . Com simples semelhança de triângulos calculamos o diâmetro do Sol.

Parte interna do tubo (lado oposto ao papel alumínio

Cálculos:

Chamamos de (O) ao diâmetro do Sol e (p') ao diâmetro da imagem projetada pelo Sol sobre o papel vegetal (medido no experimento). Chamamos de (p) à distância Terra-Sol, lembrando que estamos no afélio (p= 152000000000 m) e (i)ao comprimento do tubo (i = 1,320m). Calculamos em metros o valor encontrado no laboratório do OAGLL para o diâmetro, O, do Sol. Só precisamos de uma regra de três simples.

Aluna Dayane Silva no Observatório Astronômico Genival Leite Lima observando o diâmetro solar.

Com um tubo de 1,320 m de comprimento, 0,8 m de diâmetro (valor despresível) a imagem do Sol que medimos foi de 12 mm

i/o = p'/p

(12.10^-3) / o = (1,32.10^-3) / (15,2053.10^10)

(meio pelos extremos)

(12.10^-3) X (15,2053.10^10) = o X (1,32.10^-3)

o = (12.10^-3) X (15,2053.10^10) / (1,32.10^-3)

o = 138,23.10^10 m

O diâmetro do sol calculado foi 138,23.10^10m

138,23 milhões de quilômetros.

O raio do sol basta dividir o resultado por dois = 69,1.10^10 m

Resultados:

Foram realizados 2 experimentos, o primeiro observamos o diâmetro projetado o papel vegetal sem uma régua, e achamos o valor de 14 mm = 0,014metros, onde o diâmetro do sol deu um valor de 161 milhões de quilômetros.

O segundo experimento ocorreu de forma precisa e mais correta em relação aos nossos cálculos, com o papel vegetal milimetrado, encontramos um valor no diâmetro da imagem de 12mm = 0,012m, onde encontramos o valor de 138,23 milhões de quilômetros.

Anexos:

Tampões para cada extremidade do tubo

Maceió 23 de Junho de 2016

O Observatório Astronômico Genival Leite Lima é um dos grupos componentes do Centro de Ciências e Tecnologia da Educação, que está vinculado à Superintendência de Políticas Educacionais da Secretaria da Educação do Estado de Alagoas. Para realizar suas atividades conta com os apoios dos:

Usina Ciência da UFAL.

Fundação de  Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas.

Clube de Astronomia de Maceió