Espalhamento de luz e dinâmica populacional de aerossóis: uma proposta experimental para o ensino de processos atmosféricos

Light scattering and population dynamics of aerosols: an experimental proposal for teaching atmospheric processes

Resumo

Este trabalho apresenta a proposta de um experimento didático, de baixo custo e fácil montagem, para o estudo do espalhamento da luz por aerossóis, com foco na interação entre radiação e partículas em suspensão na atmosfera. Utilizando um feixe de laser que atravessa um tubo preenchido com névoa gerada por um umidificador ultrassônico, foram realizadas medições da intensidade luminosa transmitida em função da variação temporal da densidade de gotículas. A análise dos dados, baseada em uma generalização da Lei de Beer-Lambert, permitiu determinar a curva de absorvância e estimar a densidade de objetos espalhadores ao longo do tempo. Foram utilizados dois modelos matemáticos – o decaimento exponencial e o modelo logístico – sendo este último mais adequado para descrever a dinâmica da dispersão das partículas. O experimento se mostrou eficiente como ferramenta didática para introduzir conceitos de espalhamento, extinção luminosa e dinâmica de aerossóis, temas relevantes para o entendimento dos fenômenos climáticos e ambientais.

Palavras-chave:
Espalhamento de luz; aerossóis; experimento didático; lei de Beer-Lambert; modelo logístico

Abstract

This study proposes a low-cost, easy-to-assemble didactic experiment for investigating light scattering by aerosols, with emphasis on the interaction between radiation and suspended atmospheric particles. A laser beam was directed through a tube filled with mist generated by an ultrasonic humidifier, and the transmitted light intensity was measured as a function of the temporal variation in droplet density. Data analysis, based on a generalised Beer–Lambert law, enabled the determination of the absorbance curve and the estimation of the temporal evolution of scattering particle density. Two mathematical models were applied – exponential decay and the logistic model – the latter providing a better description of particle dispersion dynamics. The experiment proved effective as a teaching tool for introducing the concepts of scattering, light extinction, and aerosol dynamics, which are relevant for understanding climatic and environmental phenomena.

Keywords:
Light scattering; aerosols; didactic experiment; Beer-Lambert law; logistic model

1. Introdução

Um dos temas mais relevantes da atualidade é a mudança climática, perceptível nos últimos anos, marcada pela frequência crescente de eventos climáticos severos [¹, ², ³], tais como períodos de secas prolongadas [⁴], tempestades mais intensas [⁵], o derretimento das calotas polares e o aumento da temperatura média do planeta [⁶, ⁷]. Diante desse cenário, o objetivo 13 da Agenda 2030 de desenvolvimento sustentável global, traçada pela Organização das Nações Unidas (ONU), busca a tomada de medidas urgentes para o combate às mudanças do clima e seus impactos, devidamente integradas nas políticas, estratégias e planejamentos das nações [⁸].

A questão climática tem relação direta com a ação humana, principalmente nos últimos cem anos, cujas atividades industriais e de geração de energia, bem como a ampliação de áreas cultiváveis e pecuária em todo o mundo, são responsáveis pelo aumento na emissão de aerossóis para a atmosfera que comprometem a qualidade do ar e impactam na saúde humana, tendo correspondência direta com diferentes tipos de doenças no sistema respiratório e cardiovascular [⁹, ¹⁰]. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a poluição do ar causou em média 4,2 milhões de mortes prematuras em todo o mundo no ano de 2019 [¹¹].

Aerossóis são materiais particulados em suspensão na atmosfera, cuja escala de tamanho pode variar de micrômetros a nanômetros, sendo provenientes tanto de fontes naturais, tais como a poeira dos desertos, evaporação da água dos mares, a fumaça expelida em erupções vulcânicas e a polinização, quanto da ação humana, resultado da queima de combustíveis fósseis e sólidos (por exemplo, madeira e carvão mineral), da emissão de poluentes pelas indústrias e frota veicular das cidades, do uso de queimadas para o preparo do solo, fertilizantes e pesticidas nas lavouras, entre outros [¹², ¹³, ¹⁴, ¹⁵].

Os aerossóis afetam significativamente o balanço de energia na troposfera, pois desempenham um papel importante nos processos atmosféricos, tais como a formação de nuvens, de núcleos de condensação por partículas hidrofílicas e a mediação da luz solar, este último por meio de fenômenos de espalhamento e absorção que determinam a quantidade de radiação incidente que atinge a superfície terrestre [¹⁶]. Desse modo, o estudo de aerossóis e sua interação com a radiação é de suma importância para a compreensão da dinâmica climática, sendo este um tema em pleno desenvolvimento e um dos focos de pesquisa da Física da Atmosfera [¹⁷].

A instrumentação científica usual para o estudo de aerossóis toma por base técnicas de sensoriamento remoto, com destaque para a técnica Lidar (Light Detection and Ranging) [¹⁸], um sofisticado sistema de sensoriamento remoto ativo capaz de obter diversos dados atmosféricos, a exemplo da profundidade óptica da camada de aerossóis e do coeficiente de Angström [¹⁹]. No entanto, o alto custo associado aos aparatos experimentais, bem como a carência de experimentos didáticos voltados para o estudo de aerossóis, contribuem para que a temática ainda seja pouco difundida entre os estudantes dos cursos de graduação em Física e áreas afins.

Visando preencher essa lacuna, este trabalho apresenta a proposta de um experimento didático simples, de baixo custo e fácil montagem, e que pode ser implementado em laboratórios de física básica. O experimento tem por base a medida de intensidade luminosa de um feixe de luz laser transmitido por uma seção tubular preenchido por um aerossol, este último, formado por névoa fria produzida por meio de um umidificador ultrassônico comercial. A medida ocorre variando-se, no tempo, a densidade de névoa, o que induz a variação temporal da transmitância, fruto do espalhamento do feixe de laser pelas gotículas de água. A partir dos resultados experimentais foi possível determinar a curva de absorvância e, tomando por base a lei de Beer-Lambert [²⁰], estimar a variação temporal da densidade de objetos espalhadores. Os resultados satisfatórios obtidos com o experimento permitiram a sua implementação como uma das atividades práticas desenvolvidas nos laboratórios didáticos de Física da Universidade Federal do Oeste da Bahia (UFOB), cuja proposta de roteiro para uma aula prática de laboratório está disponível no Anexo I.

Este trabalho está organizado da seguinte forma: na Seção 2 são descritos o escopo teórico relativo ao fenômeno de espalhamento da luz por aerossóis, os modelos de dinâmica populacional usados para a análise estatística dos dados experimentais e a descrição da metodologia experimental empregada – os procedimentos para montagem do aparato experimental, a execução do experimento e a coleta das medidas de intensidade luminosa; na Seção 3 são apresentados os resultados experimentais, a descrição da análise estatística empregada e a interpretação dos resultados; e na Seção 4 são apresentadas as considerações finais sobre o trabalho.

2. Materiais e Métodos

2.1. Espalhamento da luz por aerossóis

Um feixe de luz de intensidade I e comprimento de onda λ, que incide perpendicularmente em um meio homogêneo de espessura x, terá sua energia reduzida por meio de processos de absorção e espalhamento da radiação incidente que, em conjunto, definem o fenômeno conhecido como extinção luminosa [²¹, ²²]. Na atmosfera, as moléculas e aerossóis contribuem tanto para o espalhamento quanto para a absorção da radiação, uma vez que tais processos dependem da composição química, concentração (ou densidade volumétrica) e tamanhos característicos do material particulado presente no meio de propagação.

No fenômeno de absorção, a energia eletromagnética da onda incidente é transferida para o meio de propagação e convertida em outras formas de energia, sendo mais comum a conversão de energia luminosa em calor [²¹, ²³, ²⁴]. Além de efeitos térmicos, podem ocorrer outros fenômenos como, por exemplo, a emissão de fótons pelas partículas do meio, cuja energia é inferior à energia do fóton incidente [²³, ²⁴]. No contexto onde a absorção é predominante, a intensidade da luz transmitida depende tanto da composição química do meio de propagação quanto do comprimento de onda da luz incidente, de maneira que técnicas espectroscópicas são úteis para extrair informação do sistema.

O fenômeno de espalhamento é caracterizado pela dispersão da luz em direções diferentes relativa à direção de propagação do feixe incidente [²¹]. A descrição do espalhamento da radiação eletromagnética por partículas é feita por meio de duas teorias clássicas: a Teoria de Espalhamento Rayleigh, ou espalhamento molecular, aplicada a partículas cujas dimensões características são inferiores ao comprimento de onda da radiação; e a Teoria de Espalhamento Mie, aplicada a partículas cujo tamanho característico é da ordem do comprimento de onda da luz incidente [²¹, ²²]. Para uma análise qualitativa do tipo de espalhamento define-se o parâmetro adimensional α, que depende de λ e do raio médio a do objeto espalhador (aproximação a uma partícula esférica), por meio da relação α = 2πa/λ. Tomando por base tal parâmetro, o espalhamento da luz pode ser separado nos domínios: α ≪ 1, espalhamento Rayleigh; α ≈ 1, espalhamento Mie; e α ≫ 1, espalhamento geométrico [²¹].

Para a radiação na região visível do espectro eletromagnético, partículas que possuem diâmetro inferior a 1μm estarão na região do regime de espalhamento Rayleigh – as moléculas possuem tamanhos característicos de décimos de nanômetros. Nesta situação, o padrão de espalhamento é simétrico em relação à direção da radiação incidente, depende pouco da forma da partícula, mas é dependente do comprimento de onda. Este é o tipo de espalhamento predominante em uma atmosfera livre de aerossóis e cuja intensidade da radiação espalhada pelas moléculas será proporcional a α⁴ ou 1/λ⁴ [²¹]. Por sua vez, aerossóis possuem tamanhos que podem chegar a dezenas de micrômetros, o que permite enquadrá-los no domínio do espalhamento Mie para a radiação na região do espectro visível. Neste caso, o ângulo de espalhamento é um parâmetro relevante, mas não há uma dependência significativa com o comprimento de onda.

De um modo geral, a taxa de decréscimo da intensidade de um feixe de luz, atravessando uma camada infinitesimal dx de um meio com material particulado em suspensão é bem definida a partir da Lei de Beer-Lambert [²⁰], que pode ser expressa como,

(1)$$\frac{dI(x,\lambda )}{dx}=-b(x,\lambda )I(x,\lambda ),$$

na qual b(x, λ) é chamado de coeficiente de extinção. A equação (1) estabelece que a extinção luminosa ocorre a uma taxa diretamente proporcional à intensidade da radiação. Para computar os efeitos de absorção e espalhamento, o coeficiente de extinção pode ser reescrito na forma,

(2)$$b(x,\lambda )=b_a(x,\lambda )+b_e(x,\lambda ),$$

sendo que os índices a e e indicam os processos absorção e espalhamento, respectivamente. O experimento apresentado neste trabalho consiste em transmitir um feixe de laser na faixa do vermelho em uma mistura de ar e gotículas de água de tamanho micrométrico. Neste contexto, o espalhamento é predominante em comparação ao efeito de absorção, o que permite desprezar b_a(x, λ) na equação (2). Considerando um coeficiente de extinção médio para todo o meio de propagação, tem-se b independente de x na equação (1). Além disso, é válida a relação,

(3)$$b=\sigma n$$

na qual σ é a secção de choque de absorção, que determina a capacidade de uma molécula ou aerossol em absorver fótons, e n a densidade de objetos espalhadores no meio de propagação. Desse modo, a partir da equação (1), a intensidade I pode ser expressa como:

(4)$$I=I_0{e}^{-\sigma nl}$$

sendo l a espessura total do meio de propagação e I₀ a intensidade do feixe na ausência de objetos espalhadores (n = 0). É notável que a reescrita da equação (4), na escala logarítmica, fornece uma estimativa para densidade de objetos espalhadores no meio a partir de medidas de transmissividade, dada pela razão I/I₀. Desse modo, tem-se,

(5)$$A=-ln\left(\frac{I}{I_0}\right)$$

em que a grandeza A é denominada absorvância e A∝n.

2.2. Modelo teórico

A situação experimental descrita neste trabalho consiste em provocar a redução da densidade de objetos espalhadores na região por onde passa o feixe de laser. Essa condição induz a uma atenuação do efeito de espalhamento, o que pode ser verificado a partir da medida de transmitância. Foram testados dois modelos de dinâmica populacional para caracterizar a dependência de n com o tempo, o decaimento exponencial e o modelo logístico [²⁵, ²⁶]. O primeiro é o mesmo modelo populacional utilizado para descrever o processo de decaimento em uma amostra radioativa [²⁷], cuja taxa é dada pela expressão,

(6)$$\frac{dn}{dt}=-\beta n,$$

em que β uma constante positiva. A partir da equação (6) obtêm-se uma versão generalizada da lei de Beer-Lambert, de modo que a dependência temporal de I é dada por,

(7)$$I(t)=I_{0}exp\left(-A_{0}exp\left(-\beta t\right)\right)$$

em que A₀ = lσn₀. Considerando a equação (5), a variação temporal da absorvância corresponde a expressão:

(8)$$A(t)=A_{0}exp\left(-\beta t\right)$$

As Eqs. 7 e 8 não apresentaram uma boa concordância quando ajustadas por métodos de regressão não linear, respectivamente, aos valores médios de I(t) e A(t), obtidos a partir dos dados experimentais coletados. Por esta razão o modelo logístico [²⁵, ²⁶] foi adotado, sendo a taxa de variação da densidade de objetos espalhadores definida por,

(9)$$\frac{dn}{dt}=\gamma n\left(1-\frac{n}{K}\right),$$

na qual γ negativo implica em um declínio populacional e a constante K estabelece um valor máximo para a população. Desse modo, a intensidade da luz transmitida e a absorvância são dadas, respectivamente, pelas expressões,

(10)$$I(t)=I_{0}exp\left(-\frac{A_1}{1+A_{2}exp\left(-\gamma t\right)}\right)$$

e

(11)$$A(t)=\frac{A_1}{1+A_{2}exp\left(-\gamma t\right)}$$

sendo A₁ = lσK e A₂ uma constante cujo valor depende de K e da população inicial n(0). As Eqs. 10 e 11 apresentaram um bom ajuste aos dados experimentais, sendo o modelo logístico o mais adequado para a caracterização dos resultados, conforme discussão apresentada na Seção 3.

2.3. Método experimental

A Figura 1 esquematiza o arranjo experimental elaborado para medir a transmitância de um feixe de laser, cujo meio de propagação apresenta uma concentração de aerossol variável no tempo. Especificamente, o feixe de laser incide por uma das extremidades de uma seção tubular que é preenchida por uma mistura de ar e névoa fria, esta última produzida por um umidificador ultrassônico. O feixe emerge na outra extremidade, onde foi posicionado um luxímetro para a medida de intensidade luminosa. O experimento consiste em variar a concentração de névoa na seção tubular o que provoca a variação do sinal transmitido devido aos efeitos de espalhamento da luz.

Figura 1:
Visão esquemática do aparato experimental para o estudo do espalhamento de laser por névoa fria. O feixe de laser atravessa uma seção tubular contento a mistura ar + névoa e a sua intensidade é medida por um luxímetro.

Por ser de baixo custo e fácil de encontrar no comércio, um apontador laser de marca genérica e na faixa do vermelho (≈660 nm) foi utilizado como fonte de luz. As medidas de intensidade luminosa foram realizadas com um luxímetro digital ICEL-Manaus modelo LD-510 [²⁸], cuja escala varia de 0 a 50.000 Lux, com resposta espectral aproximadamente entre 440 nm e 680 nm e com exatidão da ordem de 3%. A névoa fria foi produzida por um umidificador comercial ultrassônico, da marca Soniclear, modelo UMD13 [²⁹], que por meio do processo de cavitação produz gotículas de tamanho uniforme e cujo diâmetro é da ordem de 0,8 μm.

A montagem real do experimento é ilustrada na Figura 2(a), na qual podem ser vistos o luxímetro digital (A), a fonte de luz laser (B), o circuito de tubos de PVC para a condução da névoa fria (C) e o umidificador comercial (D). O comprimento do tubo de PVC onde ocorre a interação entre o feixe incidente e a névoa é da ordem de 20 cm. As medidas de transmitância do feixe de laser foram realizadas com a montagem protegida por uma caixa escura, conforme ilustra a Figura 2(b), o que permitiu isolar o aparato experimental de fontes de luz externas e minimizar o ruído durante as medições de intensidade luminosa.

Figura 2:
Em (a), vista de cima do aparato experimental que dispõe de um luxímetro digital (A), um apontador laser comercial (B), um circuito de tubos de PVC (C) e um umidificador comercial ultrassônico (D). Em (b), imagem do experimento em funcionamento, em que a caixa escura isola o aparato de fontes de luz externas.

Para fins de calibração do experimento, verificou-se a existência de um valor limite para a vazão de névoa no circuito tubular, acima do qual a leitura da intensidade luminosa é sempre nula. Desse modo, a condição inicial para o experimento é obtida ajustando o umidificador ultrassônico para o valor limite de vazão de névoa, o que estabelece a máxima concentração de gotículas (objetos espalhadores) em suspensão na seção tubular. Em seguida, o umidificador é desligado e o fluxo de névoa para fora do circuito, através da “chaminé” (ver Figura 2(b)), induz a redução gradual da concentração na região por onde passa o feixe de laser, resultando no aumento da intensidade da luz transmitida I no decorrer do tempo. A duração de um único experimento varia entre 25 e 30 segundos, sendo encerrado quando a leitura de I estabiliza em um valor máximo, para o qual a concentração de névoa é mínima.

Foram realizadas 25 repetições do experimento e cada uma delas foi registrada em tempo real, utilizando a câmera de um smartphone. Desse modo, ao revisar os vídeos foram registradas as leituras no luxímetro em intervalos de um segundo, gerando assim o conjunto de dados. O experimento já compõe o leque de atividades práticas dos laboratórios didáticos de Física da UFOB, atendendo à disciplina experimental referente aos fenômenos ópticos e eletromagnéticos. Aos interessados, uma proposta de roteiro para a execução do experimento está disponível no Anexo I.

3. Resultados e Discussões

A Figura 3 ilustra as medidas de transmitância obtidas para cinco realizações distintas do experimento. Vê-se que a alta concentração de gotículas de água, no instante inicial do experimento, provoca um intenso efeito de espalhamento do feixe de laser, o que torna o meio de propagação aparentemente opaco.

Figura 3:
Medidas de intensidade da luz transmitida em função do tempo (símbolos variados), para cinco repetições do experimento. A mudança do sinal é modulada pela variação de concentração de gotículas no meio de propagação.

A taxa de redução da concentração é menor nos primeiros segundos, seguida por um comportamento mais abrupto a medida que o tempo passa, o que implica na alta taxa de crescimento da intensidade luminosa. Nos segundos finais do experimento, uma concentração residual é atingida implicando na estabilidade do sinal luminoso.

Os valores de intensidade da luz transmitida foram coletados a intervalos de um segundo para cada uma das repetições, o que permitiu o cálculo do valor médio de I para cada instante de tempo. A aplicação dos modelos aos dados experimentais se deu por regressão não linear, utilizando o método de Levenberg-Marquardt [³⁰]. Para evitar o problema de ln(0) no cálculo da absorvância, todos os ajustes foram realizados considerando o conjunto de dados a partir de 3 segundos.

Na Figura 4, os símbolos (círculos fechados) representam os valores médios de intensidade luminosa obtidos a partir dos dados experimentais, e a linha vermelha corresponde ao ajuste da equação (7). Os parâmetros de ajuste fornecem I₀ = 341,6(9) Lux, A₀ = 620(71) e β = 0,539(9)s⁻¹. O coeficiente de determinação ajustado (R²) é igual a 0, 9996, enquanto o teste de χ² reduzido fornece o valor 8,03.

Figura 4:
Comportamento médio da intensidade da luz transmitida em função do tempo. Os símbolos (círculos fechados) correspondem aos valores médios calculados a partir dos dados experimentais. A linha contínua (em vermelho) representa o ajuste não linear da equação (7).

A partir da equação (5) e considerando o valor ajustado de I₀, os valores experimentais da absorvância foram determinados, correspondendo aos símbolos (círculos fechados) na Figura 5. Por sua vez, a linha vermelha corresponde ao ajuste da equação (8), fornecendo os seguintes parâmetros: A₀ = 18(1), β = 0,20(1), R² = 0,9656 e ${\chi }_{reduzido}^2=0,286$.

Figura 5:
Absorvância em função do tempo. Os símbolos (círculos fechados) correspondem aos valores experimentais calculados a partir da equação (5) e considerando I₀ = 341,6(9) Lux. A linha contínua (em vermelho) representa o ajuste não linear da equação (8).

Analisando os resultados, vê-se uma diferença significativa quando comparados os valores obtidos para as constantes em comum às Eqs. 7 e 8, com destaque para A₀. Apesar de R² ≈ 1 em ambos os casos, tem-se ${\chi }_{reduzido}^2>1$ para o ajuste da equação (7), o que indica que esta não é uma curva representativa do conjunto de dados. Portanto, fica evidente a ineficiência do modelo de decaimento exponencial em caracterizar o comportamento do conjunto de dados, o que justifica a aplicação de outro modelo.

Na Figura 6 vê-se a aplicação do modelo logístico aos dados experimentais, sendo a linha contínua (em vermelho) a correspondente ao ajuste não linear da equação (10). Os parâmetros de ajuste fornecem I₀ = 340,1(2) Lux, A₁ = 7,0(3), A₂ = 3,1(4)×10⁻³ e γ = −0,616(5)s⁻¹. Também foram obtidos R² = 0,9999 e ${\chi }_{reduzido}^2=0,54$.

Figura 6:
Comportamento médio da intensidade da luz transmitida em função do tempo. Os símbolos (círculos fechados) correspondem aos valores médios calculados a partir dos dados experimentais. A linha contínua (em vermelho) representa o ajuste não linear da equação (10).

O ajuste da equação (11) corresponde a linha contínua (em vermelho) da Figura 7, cujos valores experimentais da absorvância foram corrigidos considerando o novo valor de I₀. Foram obtidos os seguintes parâmetros de ajuste: A₁ = 10,5(4), A₂ = 5(1)×10⁻², γ = −0,42(2)s⁻¹, R² = 0,9966 e ${\chi }_{reduzido}^2=0,031$. Na comparação entre os dois ajustes, embora haja diferenças entre os valores determinados para as constantes em comum, estas permanecem na mesma ordem de grandeza, com destaque para A₁ e γ. Somando-se a isso o fato de que ${\chi }_{reduzido}^2<1$ e R² ≈ 1 em ambos ajustes, os resultados demonstram a boa concordância do modelo com os dados experimentais, o que permite selecionar o modelo logístico como o representativo do comportamento da população de objetos espalhadores.

Figura 7:
Absorvância em função do tempo. Os símbolos (círculos fechados) correspondem aos valores experimentais calculados a partir da equação (5) e considerando I₀ = 340,1(2) Lux. A linha contínua (em vermelho) representa o ajuste não linear da equação (11).

4. Considerações Finais

Neste trabalho, foi apresentado um aparato experimental de montagem simples, baixo custo de produção e aplicável em laboratórios didáticos de Física Básica. A técnica de medição adotada consistiu na aferição da intensidade da luz transmitida por um meio preenchido por névoa fria, cuja concentração de gotículas de água diminui ao longo do tempo. Os resultados experimentais foram analisados com base em uma versão generalizada da Lei de Beer-Lambert, que leva em consideração a variação temporal da densidade de objetos espalhadores, n. Para caracterizar o comportamento decrescente de n ao longo do tempo, foram comparados dois modelos de dinâmica populacional: o decaimento exponencial (Eqs. 7 e 8) e o modelo logístico (Eqs. 10 e 11). A análise estatística dos dados experimentais de intensidade luminosa e absorvância demonstrou a superioridade do modelo logístico, que forneceu curvas mais representativas do conjunto de dados. Em contraste, os parâmetros de ajuste obtidos pelo modelo de decaimento exponencial revelam-se inconsistentes.

Apesar de diferentes condições experimentais não terem sido exploradas, entende-se que o experimento pode ser reproduzido com outros tipos de aerossóis. Por exemplo, dependendo das especificações técnicas do umidificador comercial, é possível gerar névoa fria a partir de soluções aquosas com corantes em diferentes concentrações. Outra possibilidade é a substituição da névoa fria por fumaça. Além disso, apontadores laser em comprimentos de onda fora da faixa do vermelho estão cada vez mais acessíveis comercialmente, sendo também possível o uso de uma fonte de luz branca no experimento. Uma limitação para o aparato experimental é a possibilidade de condensação da névoa nas extremidades da seção tubular por onde passa o feixe de laser. No entanto, destaca-se que nenhum efeito devido à condensação foi observado durante as medidas de intensidade da luz transmitida, todas seguindo o mesmo padrão de comportamento conforme o ilustrado na Figura 3. A explicação para tal é que o uso do valor limite para a vazão de névoa, o comprimento de interação entre luz e névoa relativamente pequeno e o curto tempo de duração do experimento contribuem para que a condensação não se torne um problema significativo.

Dessa forma, o experimento revela-se uma ferramenta didática valiosa para a compreensão da relação entre a dinâmica de aerossóis e o fenômeno de espalhamento da luz em meios de propagação. Trata-se de um estudo relevante, dado que os aerossóis exercem grande influência sobre a dinâmica atmosférica e estão associados à ocorrência de diversos fenômenos climáticos. Assim, a inserção desse tipo de conteúdo no processo formativo de estudantes de graduação em Física e áreas afins justifica-se plenamente, sendo esta a principal motivação do presente trabalho.

Agradecimentos

Agradecemos aos membros do Grupo Interdisciplinar dbe Sistemas Complexos (Gisco) pela leitura e revisão final do trabalho.

Material Suplementar

O seguinte material suplementar está disponível online:

Anexo 1

Anexo 1

Disponibilidade de Dados

O conjunto de dados que dá suporte aos resultados deste estudo não está disponível publicamente.

Referências

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Editado por

• Editor-Chefe:
  Marcello Ferreira https://orcid.org/0000-0003-4945-3169

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  27 Out 2025
• Data do Fascículo
  2025

Histórico

• Recebido
  21 Jun 2025
• Revisado
  21 Ago 2025
• Aceito
  05 Set 2025