COMO SE FAZEM. Relógios Atómicos
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- Derek Álvares Desconhecida
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1 COMO SE FAZEM RELÓGIOS? Relógios Atómicos Supervisora: Professora Teresa Duarte Monitora: Sara Rocha Trabalho realizado por: Gonçalo Nuno V. N. C. Carvalho Luís Daniel Magalhães S. Pinto Luís Miguel Gomes Silva Luís Pedro Pinto Costa FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos
2 TEMAS A ABORDAR O que é um relógio? Contextualização histórica Tipos de relógios Teoria de Bohr Relógios Atómicos Funcionamento Hidrogénio Césio Rubídio Aplicações Curiosidades Conclusão FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 2
3 O QUE É UM RELÓGIO? Relógio é a designação usual de qualquer tipo de instrumento cuja função seja a medição do tempo. Atualmente existem vários tipos de relógio: Solares; Clepsidras; Mecânicos; Digitais; Atómicos. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 3
4 CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA 600 a.c a.c a.c. 0 Séc. VIII a.c.: Primeira invenção com vista à medição do tempo, recorrendo a obeliscos, no Egipto a.c.: Existem suspeitas de ter existido as ampulhetas e relógios de água nesta data, mais uma vez no Egipto. 600 a.c.: Data aceite como início da existência de ampulhetas e relógios de água, na Judeia. Séc. VIII: Primeiros relógios mecânicos. 1656: Materialização do relógio de pêndulo. 1948: Primeiro relógio atómico. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 4
5 TIPOS DE RELÓGIOS Relógio solar Estes relógios usavam como processo de medição a sombra projetada por um objeto Relógio de água ou clepsidra Estes relógios medem o tempo conforme a água do depósito superior cai no depósito inferior FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 5
6 TIPOS DE RELÓGIOS Relógio mecânico O funcionamento destes relógios baseia-se, sobretudo, em engrenagens e pesos. Relógio de quartzo Este relógio funciona através de impulsos elétricos, devido as caraterísticas do quartzo. Relógios atómicos São relógios extremamente precisos e funcionam através de processos de excitação e desexcitação dos átomos. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 6
7 TEORIA DE BOHR Aspetos fulcrais da teoria de Bohr: Foi criada com base no átomo de hidrogénio e posteriormente usada como referência para os outros elementos. Diferentes níveis de energia num redor de um átomo preenchidos por eletrões; Quanto maior a proximidade ao núcleo maior a estabilidade do eletrão; Energia quantizada de excitação ou remoção dos eletrões. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 7
8 RELÓGIOS ATÓMICOS Relógio extremamente preciso que funciona com base nas reações de excitação e desexcitação dos átomos (de césio, hidrogénio ou rubídio); São constituídos por um núcleo, um oscilador de quartzo, um tubo de feixes com duas extremidades, um íman, um contador eletrónico e dois lasers. O oscilador de quartzo é fundamental no relógio, visto que regista um número exato de variações de frequência, provenientes da energia libertada na desexcitação, que equivale a um segundo. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 8
9 FUNCIONAMENTO FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 9
10 HIDROGÉNIO FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 10
11 CÉSIO FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 11
12 RUBÍDIO FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 12
13 APLICAÇÕES GPS GPS é funcional devido ao método da triangulação; Três satélites utilizados tem incorporados relógios atómicos. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 13
14 CURIOSIDADES Sabias que : 1 segundo corresponde a 9,19 x10 9 transições do eletrão do átomo de césio- 133; O relógio atómico mais pequeno do mundo custa cerca de mil euros, mas há relógios atómicos que podem custar 250 mil dólares, ou seja, 182 mil euros. Atualmente está a ser criado um relógio atómico de pulso FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 14
15 CONCLUSÃO Os relógios atómicos são os relógios mais precisos algumas vez construídos. No caso do de Césio-133 atrasam apenas um milissegundo a cada 1400 anos. Foram essenciais para a aplicação fiável de determinadas invenções e apresentam-se como um forte alicerce no futuro para que essa evolução possa prosseguir de forma natural e contínua, dado o rigor de medição quase perfeito quando inserido na escala temporária da vida humana. FEUP/ MIEM/ Projeto FEUP/ 1M4_04 Como se fazem relógios? - Relógios Atómicos 15
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