Neste trabalho foi estudado o efeito de altas pressões sobre o gradiente de campo elétrico (GCE) presente em núcleos de 111 Cd imersos em matrizes dos seguintes metais s-p: Zn, In, Sn e Tl. As medidas foram realizadas através da técnica de correlação angular diferencial perturbada. A alta pressão, aproximadamente hidrostática, foi produzida por um aparelho do tipo pistão-cilindro e cobriu a região de zero até 40 kbar para o Tl e até 30 kbar para as outras matrizes. O GCE decresceu com a pressão nas matrizes de Zn e Ti e cresceu para o Sn e In. Em to dos os casos o valor estimado para a taxa de variação do GCE com o volume, (MnVzz/âlnV) c/a,T , esta de acordo com os resultados sistemáticos, que mostram uma grande dependência volumétrica do GCE em metais. Com os resultados obtidos deste estudo foi possível estimar também a contribuição nau-harmônica responsável pela variação do GCE com a temperatura, que mostrou-se de magnitude comporável à contribuição harmônica. Os resultados foram com parados com as previsões baseadas no modelo de Nishiyama e Riegel, produzindo boa concordância apenas em Zn e In. O modelo de cargas pontuais também não conseguiu explicar todos os resultados, apresentando, no caso do Sn, um comportamento muito diferente do observado experimentalmente. Este fato foi interpretado como uma evidência de que a chamada "correlação de Raghavan" e originaria de uma similar dependência estrutural das contribuições ao GCE provenientes da rede e dos elétrons de condução. / The effect of high pressure on the electric field gra dient (EFG) present at 111 Cd impurity nuclei in s-p host metals of Zn, In, Sn and Ti has been measured by the time-differential perturbed angular correlation technique. The nearly hydrostatic pressure was produced by a special piston-in-cylinder chamber, and covered a range up to 40 kbar for Ti and up to 30 kbar for the other hosts. The EFG decreases with pressure for Zn and Ti hosts and increases for Sn and In. In all hosts the estimated value of the rate of change of the EFG with volume, (ãlnVzz/B1nV) cia,1" is in agreement with systematics, showing a strong volume depen dence for the EFG in metals. With the obtained results it was possible to separate the anharmonic part of the EFG temperature dependence, which is shown to be of the same arder as the harmonic one. An attempt to interpret the experimental results using the Nishiyama and Riegel model gives good agreement only in the case of Zn and In. With the point charge model the agreement was good only for In, giving a very different trend in the case of Sn. This fact was interpreted as evidence that the so called "Raghavan correlation" results from a similar structural dependence of the electronic and ionic part of the EFG.

Neste trabalho foi estudado o efeito de altas pressões sobre o gradiente de campo elétrico (GCE) presente em núcleos de 111 Cd imersos em matrizes dos seguintes metais s-p: Zn, In, Sn e Tl. As medidas foram realizadas através da técnica de correlação angular diferencial perturbada. A alta pressão, aproximadamente hidrostática, foi produzida por um aparelho do tipo pistão-cilindro e cobriu a região de zero até 40 kbar para o Tl e até 30 kbar para as outras matrizes. O GCE decresceu com a pressão nas matrizes de Zn e Ti e cresceu para o Sn e In. Em to dos os casos o valor estimado para a taxa de variação do GCE com o volume, (MnVzz/âlnV) c/a,T , esta de acordo com os resultados sistemáticos, que mostram uma grande dependência volumétrica do GCE em metais. Com os resultados obtidos deste estudo foi possível estimar também a contribuição nau-harmônica responsável pela variação do GCE com a temperatura, que mostrou-se de magnitude comporável à contribuição harmônica. Os resultados foram com parados com as previsões baseadas no modelo de Nishiyama e Riegel, produzindo boa concordância apenas em Zn e In. O modelo de cargas pontuais também não conseguiu explicar todos os resultados, apresentando, no caso do Sn, um comportamento muito diferente do observado experimentalmente. Este fato foi interpretado como uma evidência de que a chamada "correlação de Raghavan" e originaria de uma similar dependência estrutural das contribuições ao GCE provenientes da rede e dos elétrons de condução. / The effect of high pressure on the electric field gra dient (EFG) present at 111 Cd impurity nuclei in s-p host metals of Zn, In, Sn and Ti has been measured by the time-differential perturbed angular correlation technique. The nearly hydrostatic pressure was produced by a special piston-in-cylinder chamber, and covered a range up to 40 kbar for Ti and up to 30 kbar for the other hosts. The EFG decreases with pressure for Zn and Ti hosts and increases for Sn and In. In all hosts the estimated value of the rate of change of the EFG with volume, (ãlnVzz/B1nV) cia,1" is in agreement with systematics, showing a strong volume depen dence for the EFG in metals. With the obtained results it was possible to separate the anharmonic part of the EFG temperature dependence, which is shown to be of the same arder as the harmonic one. An attempt to interpret the experimental results using the Nishiyama and Riegel model gives good agreement only in the case of Zn and In. With the point charge model the agreement was good only for In, giving a very different trend in the case of Sn. This fact was interpreted as evidence that the so called "Raghavan correlation" results from a similar structural dependence of the electronic and ionic part of the EFG.

Neste trabalho estudamos as propriedades dielétricas de plasmas inomogêneos, com ênfase na análise dos efeitos de inomogeneidades sobre a absorção de ondas eletromagnéticas em plasmas portadores de corrente. Inicialmente, apresentamos uma revisão sobre alguns aspectos básicos relacionados com a propagação e absorção de ondas eletromagnéticas em um plasma; nesta revisão discutimos alguns aspectos da literatura disponível sobre o tratamento da relação de dispersão em plasmas inomogêneos e sobre a obtenção do tensor dielétrico em meios inomogêneos. A seguir, utilizamos expressões gerais para as componentes do tensor dielétrico, obtidas da literatura, e as particularizamos para o caso de ondas de alta freqüência propagando-se em um plasma caracterizado por uma corrente na distribuição eletrônica, ao longo da direção do campo magnético. Realizamos então uma análise numérica com o objetivo de estudar a influência dos parâmetros do plasma e seus gradientes sobre o coeficiente de absorção de ondas eletromagnéticas de alta freqüência, propagando-se perpendicularmente ao campo magnético externo. Estudamos também os efeitos da inomogeneidade sobre a absorção de radiação de ciclotron em um plasma de tokamak, descrito de forma aproximada por uma lâmina de plasma com perfis espaciais para os parâmetros do plasma. Este cálculo não incluiu os efeitos da inomogeneidade no campo magnético, e mostrou que as inomogeneidades nos demais parâmetros não têm efeito significativo na absorção em tokamaks, ao menos para as situações de inomogeneidades suaves consideradas em nosso modelo. / In the present work we have studied the dielectric properties of inhomogeneous plasmas, emphasizing the analysis of inhomogeneity effects on the absorption of electromagnetic waves by current-carrying plasmas. Initially, we presented a review about some basic features related to propagation and absorption of electromagnetic waves in plasmas; in the review we discussed some topics from the available literature, about the treatment of the dispersion relation for inhomogeneous plasmas and about the procedures for derivation of the dielectric tensor for inhomogeneous plasmas. We have then utilized general expressions for the dielectric tensor components, obtained from the literature, in order to study the particular case of high-frequency waves propagating in a plasma featuring an electronic current along the direction of the magnetic field. A numerical analysis was then conducted, in order to study the influence of plasma parameters and their gradients on the absorption coefficient for high-frequency electromagnetic waves propagating perpendicularly to the ambient magnetic field. We have also studied the inhomogeneity effects on the absorption of electron cyciotron radiation by a tokamak plasma, with the tokamak described approximately by a plasma slab with spatial profiles for the plasma parameters. The study has not explicitly included the effects of magnetic field inhomogeneity, and it has shown that the gradients of other plasma parameters have no significant effect on the absorption by tokamak plasmas, at least in the case of smooth inhomogeneities considered in the model utilized.

Neste trabalho estudamos as propriedades dielétricas de plasmas inomogêneos, com ênfase na análise dos efeitos de inomogeneidades sobre a absorção de ondas eletromagnéticas em plasmas portadores de corrente. Inicialmente, apresentamos uma revisão sobre alguns aspectos básicos relacionados com a propagação e absorção de ondas eletromagnéticas em um plasma; nesta revisão discutimos alguns aspectos da literatura disponível sobre o tratamento da relação de dispersão em plasmas inomogêneos e sobre a obtenção do tensor dielétrico em meios inomogêneos. A seguir, utilizamos expressões gerais para as componentes do tensor dielétrico, obtidas da literatura, e as particularizamos para o caso de ondas de alta freqüência propagando-se em um plasma caracterizado por uma corrente na distribuição eletrônica, ao longo da direção do campo magnético. Realizamos então uma análise numérica com o objetivo de estudar a influência dos parâmetros do plasma e seus gradientes sobre o coeficiente de absorção de ondas eletromagnéticas de alta freqüência, propagando-se perpendicularmente ao campo magnético externo. Estudamos também os efeitos da inomogeneidade sobre a absorção de radiação de ciclotron em um plasma de tokamak, descrito de forma aproximada por uma lâmina de plasma com perfis espaciais para os parâmetros do plasma. Este cálculo não incluiu os efeitos da inomogeneidade no campo magnético, e mostrou que as inomogeneidades nos demais parâmetros não têm efeito significativo na absorção em tokamaks, ao menos para as situações de inomogeneidades suaves consideradas em nosso modelo. / In the present work we have studied the dielectric properties of inhomogeneous plasmas, emphasizing the analysis of inhomogeneity effects on the absorption of electromagnetic waves by current-carrying plasmas. Initially, we presented a review about some basic features related to propagation and absorption of electromagnetic waves in plasmas; in the review we discussed some topics from the available literature, about the treatment of the dispersion relation for inhomogeneous plasmas and about the procedures for derivation of the dielectric tensor for inhomogeneous plasmas. We have then utilized general expressions for the dielectric tensor components, obtained from the literature, in order to study the particular case of high-frequency waves propagating in a plasma featuring an electronic current along the direction of the magnetic field. A numerical analysis was then conducted, in order to study the influence of plasma parameters and their gradients on the absorption coefficient for high-frequency electromagnetic waves propagating perpendicularly to the ambient magnetic field. We have also studied the inhomogeneity effects on the absorption of electron cyciotron radiation by a tokamak plasma, with the tokamak described approximately by a plasma slab with spatial profiles for the plasma parameters. The study has not explicitly included the effects of magnetic field inhomogeneity, and it has shown that the gradients of other plasma parameters have no significant effect on the absorption by tokamak plasmas, at least in the case of smooth inhomogeneities considered in the model utilized.

Neste trabalho estudamos as propriedades dielétricas de plasmas inomogêneos, com ênfase na análise dos efeitos de inomogeneidades sobre a absorção de ondas eletromagnéticas em plasmas portadores de corrente. Inicialmente, apresentamos uma revisão sobre alguns aspectos básicos relacionados com a propagação e absorção de ondas eletromagnéticas em um plasma; nesta revisão discutimos alguns aspectos da literatura disponível sobre o tratamento da relação de dispersão em plasmas inomogêneos e sobre a obtenção do tensor dielétrico em meios inomogêneos. A seguir, utilizamos expressões gerais para as componentes do tensor dielétrico, obtidas da literatura, e as particularizamos para o caso de ondas de alta freqüência propagando-se em um plasma caracterizado por uma corrente na distribuição eletrônica, ao longo da direção do campo magnético. Realizamos então uma análise numérica com o objetivo de estudar a influência dos parâmetros do plasma e seus gradientes sobre o coeficiente de absorção de ondas eletromagnéticas de alta freqüência, propagando-se perpendicularmente ao campo magnético externo. Estudamos também os efeitos da inomogeneidade sobre a absorção de radiação de ciclotron em um plasma de tokamak, descrito de forma aproximada por uma lâmina de plasma com perfis espaciais para os parâmetros do plasma. Este cálculo não incluiu os efeitos da inomogeneidade no campo magnético, e mostrou que as inomogeneidades nos demais parâmetros não têm efeito significativo na absorção em tokamaks, ao menos para as situações de inomogeneidades suaves consideradas em nosso modelo. / In the present work we have studied the dielectric properties of inhomogeneous plasmas, emphasizing the analysis of inhomogeneity effects on the absorption of electromagnetic waves by current-carrying plasmas. Initially, we presented a review about some basic features related to propagation and absorption of electromagnetic waves in plasmas; in the review we discussed some topics from the available literature, about the treatment of the dispersion relation for inhomogeneous plasmas and about the procedures for derivation of the dielectric tensor for inhomogeneous plasmas. We have then utilized general expressions for the dielectric tensor components, obtained from the literature, in order to study the particular case of high-frequency waves propagating in a plasma featuring an electronic current along the direction of the magnetic field. A numerical analysis was then conducted, in order to study the influence of plasma parameters and their gradients on the absorption coefficient for high-frequency electromagnetic waves propagating perpendicularly to the ambient magnetic field. We have also studied the inhomogeneity effects on the absorption of electron cyciotron radiation by a tokamak plasma, with the tokamak described approximately by a plasma slab with spatial profiles for the plasma parameters. The study has not explicitly included the effects of magnetic field inhomogeneity, and it has shown that the gradients of other plasma parameters have no significant effect on the absorption by tokamak plasmas, at least in the case of smooth inhomogeneities considered in the model utilized.

A presente dissertação apresenta uma alternativa ao uso de espectrofotômetros aplicados a determinação do comprimento de onda de absorção máxima e concentração de substâncias que absorvem radiação eletromagnética na região do visível (400-800 nm), empregando-se imagens digitais para tal fim. Câmeras digitais foram usadas para obter todas as imagens digitais, sendo utilizada em um primeiro momento uma câmera e como segunda abordagem, visando diminuir os custos e aumentar a portabilidade, uma web cam. As variáveis fotográficas foram obtidas utilizando-se um software desenvolvido utilizando a linguagem JAVA®. Ferramentas matemáticas foram desenvolvidas utilizando-se o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ), considerando as variáveis fotográficas: R (Vermelho), G (Verde), B (Azul), H (Matiz), S (Saturação) e Br (Brilho). Utilizando-se ANOVA verificou-se que todos os modelos foram viáveis em um nível de confiança de 95%. Para verificar a exatidão, em um primeiro momento o método foi aplicado em três amostras comerciais: Isotônico (Amarelo Tartrazina), Antiácido (Amarelo Crepúsculo) e Suplemeto de Ferro (Ferro total). Também foram coletadas amostras de água de mina, represas e corregos da região focando a determinação dos seguintes analitos: Alumínio, Ferro, Fósforo e Nitrito. Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) obtidos foram semelhantes aos resultados obtidos pelos métodos de referência. Foram efetuados testes de adição e recuperação, sendo as taxas de recuperação obtidas entre 93,50 e 108,30%. A precisão foi avaliada com o coeficiente de variação (n=3), sendo menor que 1,53%. As determinações com o método proposto e o método espectrofotométrico foram concordantes (teste-t pareado com 95% de confiabilidade). Em conclusão, este é um método simples e versátil, e mostra que imagens digitais podem ser aplicadas em determinações de concentração e ou comprimento de onda de máximo de absorção de analitos coloridos em solução aquosa. / This dissertation presents an alternative to the use of spectrophotometers applied to determine the wavelength of maximum absorbance and concentration of substances that absorb electromagnetic radiation in the visible region (400-800 nm), using for this purpose digital images. Digital cameras were used to obtain all the digital images being used at first a camera and, as second approach in order to reduce costs and increase portability, a web cam. The photographic variables were obtained using software developed using JAVA®. Mathematical tools were developed using the least squares method (LSM), considering the photographic variables: R (Red), G (Green), B (blue), H (Hue), S (Saturation) and Br (Brightness). Thru the use of ANOVA all models were feasible on a confidence level of 95%. To verify accuracy, at first, the method was applied to three commercial samples: Isotonic (Yellow Tartrazine), Antacid (Sunset Yellow) and Suplemeto Iron (Iron total). Also, samples of mine water, dams and streams of the region focusing on the determination of the following analytes: Aluminum, Iron, Phosphorus and Nitrite. The limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) were similar to results obtained by standard methods. Tests of addition and recovery, were performed and the recovery rates obtained between 93.50 and 108.30%. Precision was evaluated as the relative standard deviation (n = 3), being less than 1.53%. Determinations with the proposed method and the spectrophotometric method were concordant (paired t-test with 95% confidence). In conclusion, this is a simple and versatile method and shows that the use of digital images may be applied to determinate the concentration and or the wavelength of maximum absorption of analytes in colored aqueous solution. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Realizamos um estudo teórico dos processos de emissão e absorção de radiação de ciclotron em plasmas magnetizados. Apresentamos uma revisão geral da teoria, iniciando por seus aspectos mais básicos: estudamos a radiação emitida por um elétron exposto a um campo magnético no vácuo e as noções fundamentaisda teoria de transporte de energia em dielétricos. / The emission and absorption processes of cyclotron radiation in magnetized plasmas are theoretically studied. A general review of theory is presented, beginning at fundamental aspects: the radiation emitted by a electron in a vaccum magnetic field is discussed, and the fundamental notions ot theory of energy transport in dielectrics are exposed.

Neste trabalho, estudamos a interação de íons com um conjunto quase-monocromático de ondas eletrostáticas de frequência na faixa das frequências híbridas inferiores, propagando-se perpendicularmente a um campo magnético uniforme. Consideramos que as fases das ondas são aleatoriamente distribuídas (ondas incoerentes), tratando o caso de ondas de fases coerentes (ondas coerentes) como um caso particular. Derivamos o Hamiltoniano adequado a esse sistema, e deduzimos as equações de movimento, cujas soluções são analisadas numericamente, mostrando a ocorrência de difusão estocástica no espaçoo de fase ângulo-ação, para amplitudes de onda suficientemente grandes. Também fazemos estimativas sobre a amplitude mínima (threshold) para o aparecimento de ilhas de primeira ordem no espaço de fase. Estimamos, também, o limiar para as ilhas de segunda ordem e de ordens maiores, bem como o limiar de estocasticidade. A análise mostra que para o caso de várias ondas o comportamento estocástico ocorre antes do limiar de estocasticidade comparado com o caso de uma onda. No caso de ondas coerentes, observa-se que o limiar de estocasticidade diminui com o aumento do número de ondas que comp˜oem o conjunto de ondas, proporcionalmente ao inverso da raiz quadrada deste número, portanto, tendendo a ser nulo no limite em que o número de ondas no pacote tende a infinito. No caso de ondas incoerentes, observa-se também uma diminuição do limiar de estocasticidade com o aumento do número de ondas, mas nesse caso, saturando com valor até um terço do valor do limiar de estocasticidade para o caso de uma onda. Observa-se também que o limite superior da região de estocasticidade no espaço de fase aumenta com o aumento do número de ondas. No caso de ondas coerentes, esse aumento é proporcional à raiz cúbica do número de ondas que compõem o conjunto de ondas. No caso de ondas incoerentes o limite superior da região de estocasticidade têm um aumento de até o dobro em relação ao caso de uma onda. A análise também mostra que o mecanismo da estocasticidade para o caso de várias ondas é diferente do mecanismo atuante no caso de uma onda. No caso de uma onda, a estocasticidade ocorre por superposição de ilhas de ordens maiores do que um, com o aumento da intensidade da onda. No caso de várias ondas, a presençaa de ondas de frequências próximas à frequência de ressonância causa pequenas perturbações na trajetória principal das partículas, causada pela onda central, espalhando-a pelo espaço de fase de forma mais eficiente que o mecanismo de estocasticidade para o caso de uma onda.

Este trabalho relata a utilização de tópicos ligados à Astronomia, como motivação educacional, a fim de inserir o estudo das radiações eletromagnéticas com abordagem na Física Moderna e Contemporânea. Em geral, a bibliografia atual disponível trata deste assunto (sob o título “ondas eletromagnéticas”) no capítulo relacionado a “ondas”, dentro da Física Clássica, não abordando assim, conceitos da Física Moderna: dualidade onda partícula, quantização da energia, efeito fotoelétrico, Lei de Planck, etc. O tema foi abordado utilizando atividades práticas: observação do Sol, observação do céu com telescópio, simulação computacional através de applets disponíveis na Internet, atividades de laboratório, sempre partindo de aspectos relacionados à Astronomia. A proposta foi aplicada em uma turma de terceira série de Ensino Médio, do Instituto Estadual de Educação de Sapiranga, cidade do Vale do Rio dos Sinos. Este trabalho foi embasado pela Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel e de Novak, e pela Teoria de mediação de Vygotsky. A partir dos dados colhidos através de testes comparativos, entrevistas e depoimentos dos alunos, foi possível detectar que eles estiveram motivados para a aprendizagem, sendo que alguns inclusive passaram a interessar-se mais pela disciplina de Física. Ao finalizar a aplicação desta proposta de trabalho, foi criado um CD com textos, simulações e sugestões para aplicações em sala de aula.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297690.pdf: 6636038 bytes, checksum: d24dc90195cf96478a5f32b9f785ba7d (MD5) / A presente tese versa sobre a avaliação do ambiente eletromagnético em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS), no intuito de promover uma adequada gestão da compatibilidade eletromagnética (EMC) em áreas clínicas de grande inserção tecnológica (ex. hospitais). O trabalho foca em uma abordagem coordenada entre diferentes técnicas de investigação científica, dentre as quais se destacam as técnicas de medição, de simulação numérica e de otimização. Na parte de medição, são apresentados e discutidos em detalhes os métodos e protocolos utilizados para o levantamento e a caracterização completa da propagação de ondas em hospitais. Estas medições são voltadas para três objetivos diferentes, tais como diagnosticar o panorama eletromagnético estabelecido em ambientes clínicos, mensurar as emissões eletromagnéticas originadas individualmente para cada equipamento eletromédico em operação nestes ambientes e, por fim, caracterizar os parâmetros constitutivos das estruturas arquitetônicas que compõem estes ambientes. A partir destas informações elementares é desenvolvida uma modelagem numérica efetiva da propagação de ondas e dos acoplamentos eletromagnéticos estabelecidos no EAS. Na parte de simulação computacional, a ferramenta numérica empregada nesta pesquisa é baseada no método da modelagem por linhas de transmissão (TLM). Todos os processos de modelagem numérica para os equipamentos médicos, para as fontes eletromagnéticas externas, e para as estruturas arquitetônicas presentes no EAS, são sistematicamente apresentados e discutidos. Finalmente, os modelos desenvolvidos são inseridos em uma série de processos de otimização voltados à gestão da EMC em hospitais. O método da Krigagem é aplicado para desenvolver processos de otimização espacial, enquanto o método dos Algoritmos Genéticos é utilizado para desenvolver processos de otimização geométrica. Os resultados obtidos permitem obter a sinergia entre todos os métodos aplicados, de modo a potencializar as suas principais vantagens e suprimir as suas limitações. / The current thesis deals with the assessment of electromagnetic environments in health care facilities (HCF), in order to promote an adequate management program for electromagnetic compatibility (EMC) in clinical areas with a large number of technologies (e.g. hospitals). This work surveys a coordinated approach using different techniques of scientific investigation, such as measurement techniques, numerical simulation, and optimization process. Regarding measurement techniques, it is presented a deep overview about the methods and protocols employed to provide a complete evaluation of wave propagation in hospitals. As a rule, these measurements are related to three main goals, such as to diagnose the electromagnetic profile established in clinical environments, to measure electromagnetic emissions originated from each electrometrical equipment within this area, and also to characterize the constitutive parameters of architectural structures composing the building. Based on that information, it is developed an effective numerical modeling of wave propagation and electromagnetic couplings established in the HCF. As far as computational simulation is concerned, the numerical tool engaged in this research is based on the Transmission Line Modeling Method (TLM). The complete development of numerical modeling for medical equipment, external electromagnetic sources, and also the architectural structures in the EAS, are systematically presented and discussed. Finally, all numerical models developed in this work are employed in a number of optimization processes regarding EMC management in hospitals. The Kriging method is mainly applied to develop spatial optimization process, whereas the Genetic Algorithms method is used to develop geometric optimization assessments. The achieved results allow to obtain synergy between all methods applied, in order to explore the potential of most important advantages and suppress its limitations.