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No âmbito da agricultura inteligente (ou smart farming), aposta-se na hidroponia, uma técnica de cultivo de espécies vegetais que não necessita de solo e em que se usam ferramentas tecnológicas.
Esta forma de cultivo mais sustentável pode ser implantada em meio urbano, permite economizar água e reforça a segurança alimentar.
No processo de fotossíntese, as plantas não necessitam de absorver radiação em todo o espectro da luz visível. A clorofila a, nos cloroplastos das plantas, absorve fundamentalmente radiação com comprimentos de onda de $430 \mathrm{~nm}$ e de $660 \mathrm{~nm}$.
Em hidroponia, utilizam-se circuitos com associações de vários LED, que emitem, cada um deles, radiação com um dos comprimentos de onda referidos anteriormente.
Na Figura 6, representam-se curvas características de dois tipos de LED, $X$ e $Y$, que poderão ser utilizados em iluminação em estações hidropónicas.
Para determinar o comprimento de onda da componente espectral de maior intensidade da radiação emitida por um LED, realizou-se uma atividade experimental de difração.
A montagem experimental está esquematizada na Figura 8.
Com uma rede de difração de 1000 linhas por mm, situada a uma dada distância, $L$, do LED ligado, observa-se um espectro, estando a cor da componente espectral de maior intensidade a uma dada distância, $b$, do LED.
O comprimento de onda, $\lambda$, da componente espectral de maior intensidade pode ser obtido a partir da expressão
$$d \sin \theta=n \lambda$$
em que:
- $n$ corresponde à ordem do máximo (o primeiro máximo visível tem $n=1$ );
- $d$ representa a distância entre o centro de duas linhas consecutivas na rede de difração;
- $\theta$ representa o ângulo entre a direção perpendicular à rede de difração e a direção entre o observador e o primeiro máximo da componente espectral.
Num dos ensaios realizados, mediu-se uma distância $L$ de $150 \mathrm{~mm}$ e obteve-se uma distância $b$ de $72 \mathrm{~mm}$.
Calcule o comprimento de onda da componente espectral de maior intensidade do LED.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Para determinarmos o valor do comprimento de onda da componente espectral de maior intensidade, devemos, a partir da expressão dada, obter o valor de $\lambda$ quando $n=1$. Deste modo, é necessário determinar o seno do ângulo $\theta$ e o valor de $d$.
1) Cálculo do seno do ângulo $\theta$.
NOTA: $L$ representa a distância da rede de difração ao ponto perpendicular da régua, e não a distância direta entre a rede de difração ao LED. Deve-se observar o tracejado da Figura, que indica que $L$ representa esta distância.
Na Figura 2, está representado o valor de $L$ e também $T$, que representa o valor da hipotenusa.
$T^{2}=b^{2}+L^{2} \Leftrightarrow T=\sqrt{b^{2}+L^{2}} \quad \sin \theta=\frac{b}{T}=0,433$
2) Cálculo da distância entre o centro de duas linhas consecutivas na rede de difração, $d$.
Se em $1 \mathrm{~mm}$ se tem 1000 linhas, uma linha representa uma distância $d$ de
$\frac{1}{1000} \mathrm{~mm}=1,00 \times 10^{-6} \mathrm{~m}$
3) Cálculo do comprimento de onda do LED.
$d \sin \theta=n \lambda \quad \lambda=\frac{d \sin \theta}{n} \Rightarrow \lambda=1,00 \times 10^{-6} \times 0,433 \Leftrightarrow \lambda=4,3 \times 10^{-7} \mathrm{~m}$
Fonte: Lucas Campos
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