Determinação da velocidade das ondas eletromagnéticas no ar, com uso de microondas

Materiais sugeridos:

-          Margarina (500 g);

-          uma travessa de pirex, ou qualquer travessa de mais de 15 cm de comprimento que possa ser usada no forno de microondas;

-          forno de microondas;

-          régua de 20cm ou de 30 cm;

-          espátula ou colher;

-          calculadora.

Procedimento:

Primeiro verifique a freqüência da microonda do forno. Esta informação consta normalmente escrita atrás, ou embaixo do forno. Se não estiver visível, procure o manual do forno de microondas. O valor mais freqüente é 2450 MHz (2,45.10⁹ Hz) . Anote o valor num papel.

O forno não pode ter rotação e nem espelho giratório. Em geral, para anular a rotação basta retirar, de dentro do forno, o prato giratório.

Espalhe a margarina na travessa, com uma espessura de 1 a 2 cm (não é necessário preencher toda a largura da travessa, basta uma tira de uns 3 cm ao longo do comprimento da travessa).

Nivele a superfície com a espátula, ou com a colher.

Coloque a travessa dentro do forno e programe para um aquecimento mínimo para poucos segundo (em geral, bastam 2 a 4 segundos no aquecimento padrão).

O objetivo é que alguns pontos da margarina fiquem ligeiramente derretidos. A distância entre estes dois pontos consecutivos representa a distância de dois máximos consecutivos da microonda, ou seja, corresponde ao comprimento de onda da microonda. Use a régua para medir esta distância aproximada, em centímetros.

O resultado do comprimento da microonda deve estar entre 10 a 15 cm. Converta o valor para metro (divida-o por 100).

Sabendo-se que a equação da onda é:  v = l.f, você pode determinar a velocidade da microonda, em m/s, bastando multiplicar o valor do comprimento da microonda, em metro, pela freqüência do forno (normalmente 2,45.10⁹ Hz).

O resultado será muito próximo da velocidade da microonda no ar (300 000 km/s = 3.10⁸ m/s).

Considerando que a velocidade das ondas eletromagnéticas no ar e no vácuo são aproximadamente iguais, e que todas as ondas eletromagnéticas, inclusive as microondas, têm a mesma velocidade no vácuo, esta experiência simples, permite determinar o valor aproximado das ondas eletromagnéticas no vácuo.

Numa feira de ciências, pode-se, a título de chamariz, afirmar que se determinará a velocidade da luz com o uso de um forno de microondas.

Posteriormente explica-se que a luz, assim como as microondas são ondas eletromagnéticas, as quais possuem a mesma velocidade no vácuo, que é aproximadamente igual no ar. J