Desenvolvimento e avaliação de um interferômetro de Michelson LAB-MADE

Abstract

A espectrometria no domínio do tempo em função da amplitude de movimento de um componente instrumental tal qual um espelho não fixo revolucionou a instrumentação analítica para realização de medidas na região do infravermelho do espectro. Análises que antes demandavam horas para serem completadas, hoje podem ser realizadas em curto intervalo de tempo (da ordem de minutos), com aumento significativo da razão sinal/ruído, o que melhora a qualidade dos espectros e a informação química que pode ser obtida por ele. Apesar destes avanços, o entendimento sobre o funcionamento de um interferômetro por estudantes de Química e a sua aplicação para a obtenção de espectros constituem desafios que uma abordagem prática instrumental pode ser capaz de solucionar. Embora estejam disponíveis instrumentos comerciais para estes propósitos, o custo elevado dificulta a sua aquisição por laboratórios com poucos recursos. Sendo assim, uma alternativa é construir o instrumento para a realização dos experimentos. A maioria das propostas na literatura permitem apenas a observação das franjas não viabilizando a obtenção de informações espectrais mais relevantes. Considerando esses aspectos, a finalidade principal deste trabalho é a construção de um interferômetro de baixo custo, no qual a movimentação de um espelho possa ser controlada com o auxílio de um motor de passos; espera-se, portanto, que seja possível a aquisição de interferogramas para uma fonte monocromática emitindo radiação eletromagnética em algumas faixas bem definidas e regiões discretas do espectro visível. Todo o aparato foi disposto em uma plataforma com suportes fabricados usando impressão 3D. As leituras foram feita por um aplicativo desenvolvido especificamente para um smartphone compatível com sistema operacional Android, cuja comunicação é vinculada a um Arduíno se dando através da tecnologia bluetooth. Tanto o monitoramento do deslocamento do espelho móvel como o registro e gravação de dados gráficos foram possibilitados pela adaptação desse sistema. Estudos foram realizados para avaliar a capacidade desse dispositivo em determinar com acurácia os comprimentos de onda de emissão de lasers de diodo das cores vermelha, verde e violeta, dos quais foi possível obter interferogramas apenas para os dois primeiros, logo, usando a Transformada de Fourier, foram obtidos espectros com baixa resolução; para o vermelho, por exemplo, o comprimento de onda encontrado diferiu em menos de 1% em relação ao valor mensurado por um espectrofotômetro comercial. A partir dos resultados obtidos conclui-se que tal estratégia apresenta-se como uma alternativa ousadamente moderna pelo viés da automatização, mas que ainda requer certos ajustes finos.