INSTRUMENTAÇÃO DE BAIXO CUSTO PARA O ENSINO DE FÍSICA: DETECTOR DE FAÍSCA PARA PARTÍCULA ALFA

  • Alexandre Gabriel Maquera Universidade Estadual de Londrina
  • Fábio Luiz Melquiades Universidade Estadual de Londrina
Palavras-chave: Partículas alfa, Arduino, Ensino de Física Nuclear

Resumo

Durante o ensino médio tanto em escolas públicas como em privadas, de forma geral, não são desenvolvidas práticas de física nuclear e na maioria das vezes nem mesmo a física moderna é abordada. Este trabalho busca oferecer um experimento que possa ser montado de forma simplificada e aplicado pelo próprio professor em turmas de ensino médio. O objetivo foi construir um experimento de baixo custo para a detecção qualitativa de partículas alfa e também a opção de contar quantitativamente as partículas com a utilização da plataforma Arduino. A emissão de uma partícula alfa é uma das formas de um núcleo radioativo instável decair para buscar sua estabilidade energética. A partícula alfa tem uma carga +2, equivalente a um núcleo de Hélio, ela interage fortemente com o meio e são rapidamente absorvidas, fazendo com que sua penetração na matéria seja muito pequena. Primeiramente estudou-se circuitos para a geração de faíscas, então prosseguiu-se para a construção do detector utilizando uma fonte de alta tensão de uma raquete mata mosquito. Para o contador utilizou um optoacoplador com seu diodo interno em série com a alta tensão. Entre o resistor e o transistor conectou-se a porta de leitura (A1) do Arduino nano acoplado a um display. Desta forma cada faísca gerada produz um pico de tensão para o Arduino, aumentando a contagem. O dispositivo realizou a detecção e contagem de partículas alfa ao utilizar uma fonte de amerício 241 de um detector de fumaça. Contudo, pode-se utilizar uma chama de isqueiro ou vela como alternativa encontrada para a fonte radioativa. Teve finalidade de demonstrar o fenômeno e despertar o interesse dos estudantes para o mesmo, além do baixo custo e fácil construção. O experimento foi apresentado na Semana da Física para o Ensino Médio de 2019.

Publicado
2020-09-18