Estudo do movimento de um corpo sob ação de força viscosa usando uma porção de xampu, régua e relógio

Experimentos didáticos sobre movimento uniforme usualmente requerem equipamentos e montagens de custos relativamente altos. Esse fato é um obstáculo para alunos e professores de escolas que não possuam um laboratório de ensino bem equipado. Nesse artigo, descrevemos um experimento alternativo para o estudo do movimento de um corpo num meio viscoso. Devido a sua simplicidade, o experimento pode ser realizado até mesmo em casa, sem muita dificuldade. Os materiais compreendem uma porção de xampu, régua e um relógio digital. O experimento consiste na medida direta das velocidades com que as bolhas de ar sobem dentro do xampu. Demonstramos que uma dependência exponencial para a for ca viscosa com a velocidade produz resultados que concordam com as medidas experimentais

Studies and applications of two-photon absorption in azo-aromatic molecules

Neste trabalho estudamos o processo de absorção de dois fótons em compostos azoaromáticos, abordando tanto aspectos fundamentais quanto aplicados. Moléculas azo-aromáticos têm recebido especial atenção nos últimos anos devido as suas potencias aplicações em dispositivos para armazenamento óptico de informação, modulação da luz e geração de relevos em superfície, processes estes associados ao mecanismo de foto isomerização. Os trabalhos apresentados nessa tese tiveram como principal foco explorar o fenômeno de absorção de dois fótons, utilizando a propriedade de foto-isomerização das moléculas azo-aromáticas. Nosso objetivo foi estudar as vantagens que podem ser obtidas pela utilização de pulsos intensos de luz, que interagem de maneira não linear com a matéria, para desenvolver aplicações utilizando compostos azo-aromáticos. Inicialmente, estudamos o processo de absorção de dois fótons em uma nova família de compostos azo-aromáticos, denominados Salen Dyes. Investigamos a influencia da presença de íons metálicos no processo de absorção de dois fótons dessas moléculas. Nossos resultados mostraram que, devido a ausência de conjugação entre as estruturas azo-aromáticas conectadas pelo metal, este tem pouca influência no processo não linear estudado. Pelo uso de um modelo de soma de estado para a seção de choque de absorção de dois fótons, fomos capazes de determinar os momentos de dipolo de transição destas moléculas. Em seguida, implementamos uma técnica para estudar o processo de armazenamento óptico, induzido através da orientação molecular dos compostos azo-aromáticos, via absorção de dois fótons. Observamos que de fato é possível se observar birrefringência induzida por dois fótons nestas moléculas, a qual esta confinada ao volume focal, conforme demonstrado pela obtenção de armazenamento tri-dimensional. Finalmente, exploramos o processo de controle coerente via formatação de pulsos ultra-curtos para manipular o processo de birrefringência induzida por dois fótons em compostos azo-aromáticos. Foi demonstrado que apenas a através da manipulação da fase do pulso ultra-curto, é possível modular a birrefringência induzida em filmes de compostos azo-aromáticos.Here we investigated fundamental and applied aspects of the two-photon absorption process in azoaromatic compounds. Azoaromatic molecules have been studied in the last few years due to their applications in optical storage devices, light modulators and surface relief gratings, processes related to the photo-isomerization mechanism. The main focus of the results presented in this thesis was to explore the two-photon absorption process, taking advantage of the intrinsic photo-isomerization of the azo-aromatic chromophores. Our main goal was to study the advantages of utilizing intense pulses, which promote nonlinear excitation, to develop application with azo-aromatic compounds. Initially, we studied the two-photon absorption process in a new class of azo-aromatic compounds, named Salen Dyes. We investigated the influence of metal ions, presented in the Salen Dyes structure, on the two-photon absorption spectrum. Our results revealed that the metals have practically no influence in the nonlinear optical properties due to the lack of conjugation between the azo-moieties in the Salen Dyes. Through a theoretical model based on a sum-over-states calculation, we were able to determine the transition dipole moment of these molecules. Subsquently, we implememnted a technique to study the two-photon induced birefringence, resulting from the molecular re-orientation, in azo-aromatic compounds. We observed that the two-photon induced birefringence is confined to the focal volume, s demonstrated in a three dimensional optical storage experiment. Finally, we used coherent control processes to manipulate the two-photon induced birefringence in azo-compounds. It was demonstrated that it is possible to modulate the optically induced birefringence by manipulating the phase of the ultra-short pulses, via pulse shaping techniques

Information optically storage and relief gratings study in material derivative of azo-benzene polyrethane

Polímeros contendo grupos azo-benzênicos têm sido estudados devido a sua capacidade para óptica não linear, formação de superfícies de relevo e de birrefringência fotoinduzida. O fator que possibilita essas aplicações é a propriedade de fotoisomerização reversível trans-cis-trans do grupo azo que produz a sua reorientação molecular. Neste trabalho foram produzidos filmes casting do poliuretano MDI-DR19 derivado de azo-benzeno. Estudou-se o crescimento e decaimento da birrefringência para diferentes valores de potência da luz de excitação da fotoisomerização. Os resultados experimentais do crescimento e decaimento foram analisados usando duas exponenciais e eles mostraram que o polímero MDI-DR19 apresenta boas características para utilização em armazenamento óptico pois cerca de 65% da birrefringência induzida no material permanece por longos intervalos de tempo. Ilustramos o processo de armazenamento de informação gravando uma imagem de birrefringência num filme de MDI-DR19. Foram também produzidas grades de relevo em filmes de MDI-DR19 utilizando franjas de interferência produzidas com luz de polarização P e S. Essas grades apresentaram alta uniformidade e características compatíveis com as mostradas na literatura.Polymers containing azobenzenic groups have been studied due to their applications on non-linear optics, surface relief gratings (SRG) and photoinduced anisotropy for optical storage. The reversal photoisomerization trans-cis-trans property of the azo group induces a molecular reorientation. In this work, cast films of na azobenzene derivative, the polyurethane MDI-DR19, were studied. The build-up and decay of the birefringence were studied as a function of the photoisomerization exciting light power. The data of the build-up and decay of the birefringence were fitted with a bi-exponential function, which shows the stability of the MDI-DR19 for application in optical storage, since 65% of the induced birefringence remains after a long time. The optical storage is illustrated by recording a birefringence image in a film of MDI-DR19. It was also performed a SRG over films of MDI-DR19 applying an interference finger pattern with a P and S polarized light. The light induced gratings shows good uniformity and characteristics compatible with those presented in the literature

Information optically storage and relief gratings study in material derivative of azo-benzene polyrethane

Polímeros contendo grupos azo-benzênicos têm sido estudados devido a sua capacidade para óptica não linear, formação de superfícies de relevo e de birrefringência fotoinduzida. O fator que possibilita essas aplicações é a propriedade de fotoisomerização reversível trans-cis-trans do grupo azo que produz a sua reorientação molecular. Neste trabalho foram produzidos filmes casting do poliuretano MDI-DR19 derivado de azo-benzeno. Estudou-se o crescimento e decaimento da birrefringência para diferentes valores de potência da luz de excitação da fotoisomerização. Os resultados experimentais do crescimento e decaimento foram analisados usando duas exponenciais e eles mostraram que o polímero MDI-DR19 apresenta boas características para utilização em armazenamento óptico pois cerca de 65% da birrefringência induzida no material permanece por longos intervalos de tempo. Ilustramos o processo de armazenamento de informação gravando uma imagem de birrefringência num filme de MDI-DR19. Foram também produzidas grades de relevo em filmes de MDI-DR19 utilizando franjas de interferência produzidas com luz de polarização P e S. Essas grades apresentaram alta uniformidade e características compatíveis com as mostradas na literatura.Polymers containing azobenzenic groups have been studied due to their applications on non-linear optics, surface relief gratings (SRG) and photoinduced anisotropy for optical storage. The reversal photoisomerization trans-cis-trans property of the azo group induces a molecular reorientation. In this work, cast films of na azobenzene derivative, the polyurethane MDI-DR19, were studied. The build-up and decay of the birefringence were studied as a function of the photoisomerization exciting light power. The data of the build-up and decay of the birefringence were fitted with a bi-exponential function, which shows the stability of the MDI-DR19 for application in optical storage, since 65% of the induced birefringence remains after a long time. The optical storage is illustrated by recording a birefringence image in a film of MDI-DR19. It was also performed a SRG over films of MDI-DR19 applying an interference finger pattern with a P and S polarized light. The light induced gratings shows good uniformity and characteristics compatible with those presented in the literature

Studies and applications of two-photon absorption in azo-aromatic molecules

Neste trabalho estudamos o processo de absorção de dois fótons em compostos azoaromáticos, abordando tanto aspectos fundamentais quanto aplicados. Moléculas azo-aromáticos têm recebido especial atenção nos últimos anos devido as suas potencias aplicações em dispositivos para armazenamento óptico de informação, modulação da luz e geração de relevos em superfície, processes estes associados ao mecanismo de foto isomerização. Os trabalhos apresentados nessa tese tiveram como principal foco explorar o fenômeno de absorção de dois fótons, utilizando a propriedade de foto-isomerização das moléculas azo-aromáticas. Nosso objetivo foi estudar as vantagens que podem ser obtidas pela utilização de pulsos intensos de luz, que interagem de maneira não linear com a matéria, para desenvolver aplicações utilizando compostos azo-aromáticos. Inicialmente, estudamos o processo de absorção de dois fótons em uma nova família de compostos azo-aromáticos, denominados Salen Dyes. Investigamos a influencia da presença de íons metálicos no processo de absorção de dois fótons dessas moléculas. Nossos resultados mostraram que, devido a ausência de conjugação entre as estruturas azo-aromáticas conectadas pelo metal, este tem pouca influência no processo não linear estudado. Pelo uso de um modelo de soma de estado para a seção de choque de absorção de dois fótons, fomos capazes de determinar os momentos de dipolo de transição destas moléculas. Em seguida, implementamos uma técnica para estudar o processo de armazenamento óptico, induzido através da orientação molecular dos compostos azo-aromáticos, via absorção de dois fótons. Observamos que de fato é possível se observar birrefringência induzida por dois fótons nestas moléculas, a qual esta confinada ao volume focal, conforme demonstrado pela obtenção de armazenamento tri-dimensional. Finalmente, exploramos o processo de controle coerente via formatação de pulsos ultra-curtos para manipular o processo de birrefringência induzida por dois fótons em compostos azo-aromáticos. Foi demonstrado que apenas a através da manipulação da fase do pulso ultra-curto, é possível modular a birrefringência induzida em filmes de compostos azo-aromáticos.Here we investigated fundamental and applied aspects of the two-photon absorption process in azoaromatic compounds. Azoaromatic molecules have been studied in the last few years due to their applications in optical storage devices, light modulators and surface relief gratings, processes related to the photo-isomerization mechanism. The main focus of the results presented in this thesis was to explore the two-photon absorption process, taking advantage of the intrinsic photo-isomerization of the azo-aromatic chromophores. Our main goal was to study the advantages of utilizing intense pulses, which promote nonlinear excitation, to develop application with azo-aromatic compounds. Initially, we studied the two-photon absorption process in a new class of azo-aromatic compounds, named Salen Dyes. We investigated the influence of metal ions, presented in the Salen Dyes structure, on the two-photon absorption spectrum. Our results revealed that the metals have practically no influence in the nonlinear optical properties due to the lack of conjugation between the azo-moieties in the Salen Dyes. Through a theoretical model based on a sum-over-states calculation, we were able to determine the transition dipole moment of these molecules. Subsquently, we implememnted a technique to study the two-photon induced birefringence, resulting from the molecular re-orientation, in azo-aromatic compounds. We observed that the two-photon induced birefringence is confined to the focal volume, s demonstrated in a three dimensional optical storage experiment. Finally, we used coherent control processes to manipulate the two-photon induced birefringence in azo-compounds. It was demonstrated that it is possible to modulate the optically induced birefringence by manipulating the phase of the ultra-short pulses, via pulse shaping techniques

Optical storage properties in cast films of an azopolymer

In this paper we discuss the properties of optically induced birefringence in DR19-MDI cast films that may be used in optical storage applications. The selection of DR19-MDI cast films was based on a comparative study of optical storage properties of Langmuir-Blodgett (LB) films from various azopolymers. DR19-MDI possesses a high residual fraction of optical birefringence and good environmental stability, which was corroborated by the data from optical storage experiments. DR19-MDI cast films maintain a reasonable level of birefringence after the initial decay due to chromophore relaxation, thus making them promising candidates for optical storage devices