Orientador: Helion Vargas

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: No presente trabalho a técnica fotoacústica é aplicada numa variedade de situações experimentais para diversos materiais. A técnica dos dois feixes, para a medida da difusividade térmica, é aplicada ao caso de amostras anisotrópicas, usando-se monocristais de quartzo e ametista. A influência...

Resumo: No presente trabalho a técnica fotoacústica é aplicada numa variedade de situações experimentais para diversos materiais. A técnica dos dois feixes, para a medida da difusividade térmica, é aplicada ao caso de amostras anisotrópicas, usando-se monocristais de quartzo e ametista. A influência da dopagem com íons dos metais de transição nas propriedades ópticas e térmicas de vidros soda-lime-silica é investigada usando-se a espectroscopia fotoacústica e medidas de difusividade térmica. A diferença na fase do sinal fotoacústico dos diferentes constituintes de amostras binárias (Fe-Co, Fe-Mn) é usada para separar os espectros individuais dos íons Fe3+, Co2+ e Mn3+. A difusividade térmica de vidros dopados com ferro foi determinada pela técnica fotoacústica, e a interpretação do comportamento da difusividade térmica em função da concentração de ferro foi feita com base em dados obtidos pela ressonância paramagnética eletrônica. Usando-se duas técnicas fotoacústicas diferentes no estudo de um sistema de duas camadas de espessuras variáveis, mostramos que a difusividade térmica e a condutividade térmica podem ser completamente determinadas, com base no modelo de amostra efetiva, largamente utilizado em problemas de transferência de calor. Um procedimento para estabelecer um método fotoacústico padrão para a determinação simultânea da difusividade e condutividade térmica é também discutido. A transformação amorfo-cristalino que ocorre durante o processo de formação da magnetita a partir do Hidróxido Acetato de Ferro III é investigada usando a técnica fotoacústica para observar a ressonância ferri- e paramagnética. Finalmente, o perfil de profundidade de amostras ferromagnéticas em duas camadas é analisado usando-se dois métodos fotoacústicos, ou seja, o método de variação da freqüência de modulação e o método de separação dos espectros na fase

Abstract: The photoacoustic technique is applied in a variety of experimental arrangements, for different materials. The extension of the photoacoustic phase lag method for measuring the thermal diffusivity to the case of anisotropic samples is tested using single crystals of quartz and amethyst....

Abstract: The photoacoustic technique is applied in a variety of experimental arrangements, for different materials. The extension of the photoacoustic phase lag method for measuring the thermal diffusivity to the case of anisotropic samples is tested using single crystals of quartz and amethyst. The doping influence of transition metallic ions on optical and thermal properties of soda-Iime-silica glasses is investigated using both photoacoustic spectroscopy and thermal diffusivity measurements. The photoacoustic signal phase shifts of different constituents of binary samples (Fe-Co, Fe-Mn) is used for resolving the individual spectra of Fe3+, Co2+ e Mn3+. The thermal diffusivity of iron doped glasses was determined using the photoacoustic technique, and to explain the thermal diffusivity behavior as a function of the iron content in the samples, electron-spin-resonance data were used. Using two different photoacoustic techniques for a two-layer system of variable thickness, we show that the thermal diffusivity and thermal conductivity are completely determined, based upon the effective sample model, widely used in heat transfer problems. A procedure to establish a standard photothermal technique for determining both the thermal diffusivity and the thermal conductivity is also discussed. The amorphous-crystalline solid transformation occurring in the magnetite formation from Iron (III) Hydroxide Acetate is investigated using the photoacoustic technique to observe the ferri- and paramagnetic resonance. Finally, the depth-profile of ferromagnetic two-Iayer samples is analyzed using two photoacoustic methods, namely, the modulation frequency method and the phase shift method