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Título
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM DETETOR FOTOACÚSTICO

Aluno:Matheus Radaelli - Curso de Física (Bacharelado) (M) - Orientador: Evaldo Ribeiro - Departamento de Física - Área de conhecimento: 10507167 - Palavras-chave: efeito fotoacústico; detetor fotoacústico; detetor de resposta plana.

Os detetores de luz que são encontrados no mercado são baseados em materiais semicondutores (fotodetedores de Si, Ge, InGaAs, PbS etc.) ou consistem de fotomultiplicadoras com catodos específicos para cada faixa espectral. A característica desses equipamentos é possuir uma resposta espectral que não é constante, sendo característica da absorção do material principal de cada detetor, apresentando diferenças para as diversas faixas espectrais (visível, infravermelho próximo, infravermelho médio etc.). Quando são utilizados em técnicas ópticas como refletância, transmitância ou luminescência, se o intervalo de comprimento de onda for muito grande é importante fazer a correção do espectro medido pela resposta espectral do detetor utilizado. Além disso, as fontes de luz empregadas em algumas destas técnicas (lâmpadas de deutério, xenônio ou halógena) também possuem espectros muito diferentes entre si. Portanto, a normalização das medidas experimentais pela emissão espectral da fonte é extremamente importante dependendo da faixa de comprimentos de onda analisada. O presente trabalho visa projetar, construir e caracterizar um detetor fotoacústico, de resposta espectral plana, baseado no efeito de absorção de radiação por corpos negros. Em uma câmara selada, com atmosfera ambiente, são colocados lado a lado um microfone e um alvo de material que seja um bom absorvedor (uma boa aproximação para um corpo negro). Escolhemos um microfone de eletreto (sensibilidade muito boa) e um pedaço de cartolina preta como material absorvedor (melhor resposta que cortiça e que fita crepe pintadas). Testes da câmara de selagem foram feitos usando lamínula e/ou lâmina de microscópio. A luz a ser medida é direcionada sobre o corpo negro, sendo absorvida e causando uma pequena elevação em sua temperatura. O ar da câmara selada aquece e dilata levemente, causando um aumento de pressão sobre o microfone, gerando um sinal elétrico. Dentro de certos limites (a ser determinado experimentalmente para este protótipo) a relação entre a intensidade luminosa e a variação de pressão da cela é linear. Como o corpo negro em princípio absorve igualmente todos os comprimentos de onda, seu funcionamento é independente da energia do feixe luminoso incidente, sendo conhecido como um detetor de resposta espectral plana. O microfone foi polarizado através de circuito eletrônico simples para os primeiros testes de calibração, realizados com uma fonte de luz monocromática, um interruptor de feixe e um amplificador lock-in para a medida do sinal do detetor fotoacústico.