proposição - Pós-Graduação em Ensino de Ciências da UnB
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1. Ent o ser o os pr tons n utrons e el trons os menores constituintes da mat ria Como vimos pr tons e n utrons est o localizados em uma pequena regi o chamada n cleo at mico e por algum tempo pensou se que essas part culas pr tons e n utrons fossem fundamentais ou seja n o possu am estrutura interna que n o pudessem ser quebrados Mas no in cio da d cada de 70 ficou evidenciado que essas duas part culas pr tons e n utrons por sua vez tamb m t m estrutura interna S o constitu das por part culas menores chamadas quarks De acordo com o modelo aceito hoje o chamado Modelo Padr o tudo o que h no universo em toda a sua beleza e complexidade resultado da combina o de algumas poucas part culas que formam a mat ria onde n o somente fazem parte os quarks mas tamb m os l ptons De acordo com o Modelo Padr o quarks e l ptons s o part culas verdadeiramente elementares no sentido de n o possu rem estrutura interna Ha seis l ptons el tron m on tau neutrino do el tron neutrino do m on e neutrino do tau e seis quarks quark up u quark down d quark charme c quark estranho s quark bottom b e quark top t Assim pr tons e n utrons possuem estrutura interna e s o chamados de h drons uma categoria de part culas que possuem estrutura interna constitu dos de quarks Dentre os l ptons o el tron o mais conhecido Pr tons e n utrons que se enquadr2. na vida cient fica os problemas n o se formulam de modo espont neo Nada evidente Nada gratuito Tudo constru do BACHELARD 1996 p 18 Em consequ ncia do exposto acima a aprendizagem n o deve possuir o car ter em que os educandos sentam se passivamente para ver e ouvir Assim podemos notar que h uma conex o entre a dimens o epistemol gica de Bachelard e a dimens o pedag gica de Freire estando estas em contraposi o a educa o banc ria que se prende pelo ac mulo de informa es Na forma dial gica necess ria reconstru o do conceito a ser transmitido n o existindo a passagem do conceito por mera repeti o do dito como informa es percorrendo uma correia de transmiss o E na educa o a no o de obst culo epistemol gico desconhecida sendo alvo de cr tica o desconhecimento de tais obst culos por parte dos professores Bachelard afirma Acho surpreendente que os professores de Ci ncias mais do que os outros se poss vel fosse n o compreendam que algu m n o compreenda N o levem em conta que o adolescente entra na aula de F sica com conhecimentos emp ricos j constitu dos n o se trata portanto de adquirir uma cultura experimental mas sim de mudar de cultura experimental de derrubar os obst culos j sedimentados pela vida quotidiana BACHELARD 1996 p g 23 A constru o de uma abordagem contextualizada da F sica na qual privilegia o di l
3. UU UNIVERSIDADE DE BRAS LIA INSTITUTO DE CI NCIAS BIOL GICAS INSTITUTO DE F SICA INSTITUTO DE QU MICA FACULDADE UNB PLANALTINA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENSINO DE CI NCIAS Li es de F sica Mat ria e Radia o Uma Abordagem Contextualizada ao Ensino de Fisica Marcelo David Silva de Mesquita Proposta de a o profissional resultante da disserta o realizada sob a orienta o da Prof Dr C ssio Costa Laranjeiras e apresentada banca examinadora como requisito parcial obten o do T tulo de Mestre em Ensino de Ci ncias rea de concentra o Ensino de F sica pelo Programa de P s Gradua o em Ensino de Ci ncias da Universidade de Bras lia Bras lia DF Mar o 2011 Apresenta o O material que voc tem em m os neste momento fruto do meu trabalho de disserta o de mestrado no Programa de P s Gradua o em Ensino de Ci ncias da Universidade de Bras lia realizado sob a orienta o do Prof Dr C ssio Costa Laranjeiras Trata se de uma proposta de Material Did tico Instrucional MDI constitu do na forma do que denominamos Li es de F sica e tem como objetivo servir de apoio a todos os colegas professores interessados na tem tica da inser o da F sica Moderna e Contempor nea na sala de aula Para al m da mera superposi o de novos t picos aqueles j existentes nas grades curriculares convencionais do Ensino M dio defende se a perspectiva de
4. e Fazer com que o aluno identifique a presen a de componentes eletr nicos como semicondutores por exemplo o transistor 2 Orienta es ao professor Nesta li o iniciamos o desenvolvimento do contexto da impossibilidade de explica o do efeito fotoel trico a partir do modelo ondulat rio da luz Tratando a luz como composta por diminutas part culas chamadas f tons Trata portanto da intera o da radia o com a mat ria Da mesma forma que a li o 1 o estudo dessa li o pode ser realizado num c rculo roda de leitura onde cada aluno fica respons vel pela leitura de um trecho do texto No decorrer do texto s o propostas algumas quest es o professor deve debater com os alunos as poss veis respostas s situa es apresentadas antes por m importante que os alunos elaborem suas pr prias respostas em grupo ou individualmente 3 ATIVIDADE Proposta de constru o de um sistema autom tico de ilumina o usando alguns dispositivos el tricos 4 LEITURA COMPLEMENTAR EINSTEIN A amp INFELD L Evolu o da F sica Rio de Janeiro Editora Guanabara 2008 5 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS http www Ila if sc usp br ensino down eletricidade 25 48 paf EINSTEIN A amp INFELD L Evolu o da F sica Rio de Janeiro Editora Guanabara 2008 Li o 1 Do que o mundo feito Do que o mundo feito Essa uma pergunta que tem sid
5. es pelo ar o caso das ondas de r dio A previs o da exist ncia dessas ondas foi feita por Maxwell e confirmada experimentalmente por Heinrich Hertz em 1887 produzindo as por meio de circuitos oscilantes Para termos id ia da import ncia da descoberta dessas ondas s imaginar um mundo hoje sem a telefonia celular ou sem uma boa programa o de TV Voc consegue imaginar isso Nem precisamos dizer que a descoberta dessas ondas foi importante para a comunica o entre as pessoas E importante tomarmos consci ncia de como estamos imersos em um mar de ondas como as de r dio E voc agora est convidado a produzi las e entender um pouco mais a natureza dessas importantes ondas mas para isso iremos precisar de alguns materiais Vejamos a lista duas pilhas suporte para pilhas dois peda os de fio de cobre um r dio configurado em AM lima de lixar metal B ssola Agora s montar o circuito como mostrado na figura abaixo e colocar o r dio fora de esta o na menor fregii ncia poss vel Figura R dio roncador Na imagem acima uma das extremidades da bobina B que consiste em um dos peda os do fio enrolado de maneira circular ligada lima L enquanto a outra extremidade ligada ao p lo positivo do conjunto de pilhas P No p lo negativo est ligado um fio de cobre que passa por cima de uma b ssola G tendo sua extremidade livre para que possa ser raspado sobre a lima L O procedim
6. o efeitos riscos e benef cios S o Paulo Harbra 1998 OSTERMANN F T picos de F sica Contempor nea em escolas de n vel m dio e na forma o de professores de F sica Tese de Doutorado Instituto de F sica UFRGS 2000 OSTERMANN F MOREIRA M C Uma Revis o Bibliogr fica Sobre a rea de pesquisa em F sica Moderna e Contempor nea no Ensino M dio Porto alegre revista Investiga es em Ensino de Ci ncias do Instituto de F sica Universidade Federal do Rio Grande do Sul v 5 n 1 mar 2000 OSTERMANN F CAVALCANTI C F sica Moderna e Contempor nea no ensino m dio elabora o de material did tico em forma de p ster sobre part culas elementares e intera es fundamentais Cad Cat Ens F s v 16 n 3 p 267 286 dez 1999 PINTO A C ZANETIC J Poss vel Levar a F sica Qu ntica para o Ensino M dio Caderno Catarinense de Ensino de F sica v 16 n 1 p 7 34 1999 PORTELA S I C Uso de casos hist ricos no ensino de f sica exemplo em torno da tem tica do horror da natureza do v cuo Disserta o Mestrado em Ensino de Ci ncias Programa de P s Gradua o em Ensino de Ci ncias Bras lia UnB 2006 SCHULZ Peter A Duas nuvens ainda fazem sombra na reputa o de Lorde Kelvin Rev Bras Ensino F s online 2007 vol 29 n 4 pp 509 512 ISSN 1806 1117 SIQUEIRA M R P Do vis vel ao indivis vel uma proposta de F sica de part culas eleme
7. por exemplo quando uma superf cie met lica ou semicondutora iluminada com luz numa certa faixa de frequ ncias foi percebido por Lenard em suas experi ncias O efeito fotoel trico um exemplo de intera o da radia o com a mat ria Mas antes mesmo de Einstein ter proposto que a luz era constitu da de pequenos pacotes de energia denominados f tons em 1900 o f sico te rico alem o Max Planck apresentou um artigo fornecendo a hip tese que corpos aquecidos em especial do chamado corpo negro que absorve toda radia o incidente emitiam energia radiante em pacotes discretos que ele chamou de quanta Planck explicou os picos nas curvas de radia o do corpo negro relacionando a temperatura de um corpo negro com a intensidade da energia irradiada em um dado comprimento de onda Ele dividiu a luz em pacotes ou quanta e atribuiu a cada um uma energia E relacionada com sua frequ ncia f Esse racioc nio levou equa o E h f onde h era uma nova constante da natureza hoje conhecida como constante de Planck Era o nascimento oficial da F sica Qu ntica Infravermelho Ultravioleta 6000 K Intensidade da radia o 1 0 2 0 Comprimento de onda um Figura Curva de radia o do corpo negro Voltando um pouco na Hist ria Na busca pela defini o sobre a natureza da luz surgiram no s culo XVII duas correntes de pensamento cient fico a teoria corpuscular da luz que era defendi
8. Hertz identificou que a incid ncia de radia o ultravioleta arrancava el trons de uma superf cie met lica Diante desse fen meno alguns impasses acabaram surgindo Primeiro que Lenard notou que os el trons eram arrancados com certa velocidade e que a intensidade da luz n o influenciava na velocidade com que esses el trons eram ejetados sendo influenciada somente pela frequ ncia da radia o incidente A intensidade s influenciava no n mero de el trons emitidos Nessa experi ncia h tr s aspectos que n o podem ser explicados em termos da teoria ondulat ria da luz Uma dela o fato de que com o aumento da intensidade da luz deveria haver um aumento na energia cin tica com que os el trons eram ejetados pois do ponto de vista da teoria ondulat ria aumentando se a intensidade da luz h um aumento da energia que essa radia o transporta onde for aria os el trons a serem ejetados mais violentamente Outro aspecto que esse efeito deveria ocorrer para qualquer frequ ncia da luz desde que fosse intensa o bastante para fornecer energia aos el trons ejetando os da superf cie Por ltimo se a superf cie fosse iluminada por uma luz fraca de acordo com essa teoria o el tron deveria absorver a energia luminosa at ter acumulado o bastante para escapar ou seja deveria haver um intervalo de tempo entre a absor o da energia da luz e a inje o do el tron No entanto nenhum retardo foi detectado E
9. dois m ximos consecutivos da microonda ou seja corresponde ao comprimento de onda da microonda Use a r gua para medir esta dist ncia aproximada em cent metros Voc pode obter um resultado melhor usando as dist ncias entre v rios desses pontos vizinhos e calculando a m dia desses valores Deve dar um n mero pr ximo de 10 a 15 cent metros converta o para metro Pronto Temos a frequ ncia f e medimos o comprimento de onda Para saber a velocidade da onda eletromagn tica basta multiplicar os dois Fazendo a medida com algum cuidado poss vel obter um valor bem pr ximo de 300 000 km s 3 10 m s velocidade da microonda no ar Essa experi ncia simples nos permite determinar o valor aproximado da velocidade dessas ondas eletromagn ticas e que todas as ondas elas inclusive as microondas t m a mesma velocidade no v cuo A luz assim como as microondas s o ondas eletromagn ticas as quais possuem a mesma velocidade no v cuo que aproximadamente igual no ar S n o vemos as microondas porque nossos olhos n o s o sens veis a elas As ondas eletromagn ticas s o usadas todos os dias de mil modos diferentes como quando voc ouvi r dio ou v televis o quando se usa os olhos ou at mesmo quando voc apanhado por radar por excesso de velocidade Figura Sendo pego pelo radar Produzindo ondas de r dio Parece esquisito mas algo que a gente n o v consegue transportar informa
10. es eletromagn ticas produzidas durante o contato do fio de cobre na lima e emitindo ru dos de acordo com a intensidade do contato simulando um tel grafo Maxwell calculou a velocidade com que essas ondas se propagavam pelo espa o encontrando um valor muito pr ximo a 30 000 km s 3 108 m s mesma velocidade da luz sendo assim iluminado pela id ia de que a luz a pr pria luz fosse uma onda eletromagn tica Li o 3 Mat ria e Radia o um di logo permanente de compreens o do mundo Mat ria e Radia o um di logo permanente de compreens o do mundo Voc j se perguntou como ocorre o funcionamento das portas de shoppings que se abrem sozinhas Como um sistema de ilumina o pode acender e apagar sozinho Ou mesmo como sistemas de alarme ligam e desligam automaticamente o GA Perguntas como essas s o respondidas e explicadas atrav s da intera o da radia o com a mat ria como exemplo do efeito A 2 Pa gt fotoel trico ai que entra Albert Einstein e As Um pouco mais de Hist ria No final do s culo XIX em 1887 quando Hertz desenvolvia suas pesquisas para a gera o e detec o de ondas eletromagn ticas percebeu que o brilho das fa scas do transmissor Hertz concluiu que ele era provocado pelas radia es ultravioleta emitida por essas fa scas e se acentuava quando a radia o incidia no terminal negativo de bronze polido do detector Philip Lenard auxiliar de
11. es presentes na vida cotidiana reconhecendo sua sistematiza o no espectro eletromagn tico das ondas de r dio aos raios gama e sua utiliza o atrav s das tecnologias a elas associadas r dio forno de microondas etc 2 Orienta es ao professor apresentada uma sequ ncia de situa es cotidianas associadas com quest es que tem como objetivo de desafiar o aluno inseri lo dentro da tem tica da radia o assim d in cio ao processo dial gico O professor ter como obst culos epistemol gicos o fato de n o podermos enxergar as radia es cheir las ou mesmo senti las o que n o quer dizer que n o existam E como forma de produzir rupturas ser o propostas atividades ao decorrer da li o com experimentos simples embasados teoricamente que demonstrem a exist ncia e a capta o das ondas eletromagn ticas Um desses experimentos consiste em produzi las e medir seu comprimento de onda bem como determinar a velocidade de propaga o dessas ondas 3 ATIVIDADE Constru o de um r dio roncador e determina o do comprimento de onda utilizando um forno de microondas 4 LEITURA COMPLEMENTAR EINSTEIN A amp INFELD L Evolu o da F sica Rio de Janeiro Editora Guanabara 2008 5 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ARRUDA S M e FILHO D O T Laborat rio Caseiro de F sica Moderna Caderno Catarinense de Ensino de F sica Florian polis v 21 edi o especial p
12. fundamentais damos o nome de mediadoras e assumem um importante papel no estudo das intera es fundamentais que v o desde for as atrativas e repulsivas at decaimentos e aniquila es A nica diferen a agora que a for a passa a ser interpretada como um efeito sobre uma part cula devido presen a de outra s part cula s passando a ser chamada de intera o Essa id ia geral de part culas sendo as transportadoras de for a foi amplamente estendida na F sica Os tomos geralmente t m o mesmo n mero de pr tons e de el trons Eles s o eletricamente neutros isso porque os pr tons existem em n mero igual ao dos el trons Uma coisa que talvez voc n o tenha se PR TON perguntado at agora como o n cleo composto de part culas de carga positiva como os pr tons n o se espalham uma vez que cargas el tricas de mesmo sinal se repelem O que manteria os pr tons unidos contra a for a de repuls o eletrost tica E como uma part cula iria interagir com a outra Q o E g O O Foi essa quest o que levou a um debate sobre a exist ncia de uma for a mais forte do que a el trica Essa for a a nuclear forte sendo ela respons vel pela estabilidade de n cleos at micos mantendo os pr tons coesos dentro do n cleo do tomo Essa for a tem um raio de a o muito pequeno cerca de 10 m Sua part cula mediadora Gl on que literalmente colam os quarks formando os pr tons e os n u
13. ntese e aplica o do conhecimento a partir do conhecimento constru do o estudante volta com um olhar mais potente para enxergar o mundo Esse o momento em que se fazem muitos v nculos muitos porqu s encontram respostas os alunos interagem e exp em suas ideias desenvolvendo a linguagem adequada para entender melhor aquilo que ouvem Esse momento fundamental para que o aluno analise criticamente a aplica o dos conhecimentos aprendidos na sociedade oferecendo novas oportunidades de aprender para que se possa estimular a realiza o de novas atividades Figura 1 Momentos pedag gicos A produ o das li es envolve um processo cont nuo e din mico de a o como mostra a figura acima em que cada momento est relacionado ao outro por meio de uma seta bi direcional mostrando a interdepend ncia dos tr s momentos e a reflex o que um dos fatores essenciais da proposta das li es a incorpora o do di logo em cada um desses momentos Li o 1 planejamento orienta es ao professor 0 07 0 Rede Colaborativa e de Ensino de F sica RCEF Instituto de Fisica Universidade de Bras lia IDENTIFICA O Autores T tulo Institui o UF Marcelo David Silva de Do que o mundo Mesquita IFD UnB DF feito N VEL EDUCA O B SICA Educa o Infantil Ensino Fundamental gt Ensino M dio Modalidade de Ensino X P
14. 390 394 nov 2004 CAVALCANTE M A e TAVOLARO C R C Uma oficina de F sica Moderna que vise a sua inser o no ensino m dio Caderno Catarinense de Ensino de F sica Florian polis v 21 edi o especial p 372 389 nov 2004 EINSTEIN A amp INFELD L Evolu o da F sica Rio de Janeiro Editora Guanabara 2008 ERTHAL J P C LINHARES M P Proposta de ensino de t picos sobre radia es eletromagn ticas para o ensino m dio Caderno Brasileiro de Ensino de F sica v 25 n 2 p 247 265 ago 2008 Li o 3 planejamento orienta es ao professor o 07 0 5 o l Rede Colaborativa de Ensino de F sica RCEF Instituto de F sica Universidade de Bras lia IDENTIFICA O Autores T tulo Institui o UF Li o 2 Marcelo David Silva de Mesquita Radia o Uma informa o IFD UnB DF a cerca do mundo N VEL EDUCA O B SICA C Educa o Infantil C Ensino Fundamental X Ensino M dio Modalidade de Ensino X Presencial Dist ncia C Misto S rie e ou Contexto Indicados 1 S rie L 2 S rie 3 S rie DX EJA Amplia o da jornada escolar C Avalia o Institucional X Forma o continuada de professor C Gest o Educacional 1 OBJETIVOS e Tornar compreensivo alguns processos de intera o das radia es com meios materiais para explicar fen menos envolvidos em por exemplo fotoc lulas
15. ASIL 1999 estabelece como objetivo principal o desenvolvimento pelo aluno de compet ncias espec ficas em F sica em decorr ncia do aprendizado dessa disciplina e das tecnologias a ela relacionadas sendo dessa forma imprescind vel que o estudante do Ensino M dio EM conhe a os fundamentos da tecnologia atual j que ela atua diretamente em sua vida s imaginar como temos o mundo ao alcance de nossos dedos com um pequeno telefone celular coisa que foi poss vel com o advento de t cnicas sofisticadas que utilizam materiais de alta tecnologia desenvolvidos a partir do s culo XX Da a import ncia de se introduzir conceitos i SNEF Simp sio Nacional de Ensino de F sica EPEF Encontro de Pesquisadores em Ensino de F sica RELAEF Reuni o Latino Americana sobre Educa o em F sica REFs Reuni n Nacional de Educaci n en la F sica Revista Ense anza de las Ciencias GIREP Groupe International de Recherche sur l enseignement de la Physique b sicos de FMC como forma de proporcionar ao aluno uma compreens o do mundo No entanto o ensino de F sica atualmente ainda est dissociado do que h de mais tecnol gico em nossa sociedade sendo pouco abordado em sala de aula n o permitindo ao aluno uma leitura da realidade F sica 2 Freire e Bachelard O Pedag gico e o Epistemol gico Apontando Caminhos Como referencial te rico sobretudo no que diz respeito a aspectos mais propriamente pedag gicos do p
16. RT CULAS DE MAT RIA LEPTONS F rmions QUARKS F rmions El tron Quark up u Quark down d Neutrino do el tron Quark charm c Quark estranho s M on Quark bottom b Quark top t Neutrino do m on HADRONS Tau B RIONS MESONS Neutrino do tau tr s quarks pares quark antiquark FOR AS INTERA ES FUNDAMENTAIS Eletromagn tica Fraca E gn Forte Gravitacional Eletrofraca PART CULAS DE FOR A B sons F tons W amp Z Gl ons Gr vitons n o detectados O quadro acima mostra um esquema simplificado para o Modelo Padr o em que procura esquematizar a constitui o da mat ria segundo esse modelo A est o as doze part culas fundamentais as quatro for as e as quatro part culas de for a Li o 2 Radia o Uma informa o a cerca do mundo Radia o Uma informa o a cerca do mundo Voc seria capaz de explicar o que a Luz para uma pessoa que n o enxerga Como voc faria Alguma vez notou que um ferro quente em um quarto escuro aparentemente emite algum tipo de luz ne embora n o possamos consider lo um objeto luminoso A luz essencial para termos a percep o do mundo que nos rodeia atrav s da vis o que parece ser um dos sentidos mais importantes para o ser humano E s podemos enxergar os objetos devido ao fato do olho humano possuir c lulas sens veis luz e o c rebro decodificar as informa es recebidas por estas c lulas Por essa raz o uma pess
17. a de que resultaria a sua inser o no mundo como transformadores dele Como sujeitos FREIRE 2005 p 68 Ao contr rio da educa o banc ria a educa o libertadora problematizadora realizada pelo professor com o aluno considerando o educando como sujeito da a o educativa ou seja a educa o com o educando e n o sobre educando em que o di logo deve ser uma constante na educa o problematizadora por meio do di logo que os homens s o capazes de construir o mundo sendo o di logo uma exig ncia existencial Freire 1978 Em A forma o do Esp rito Cient fico Bachelard aborda sobretudo a no o de obst culo epistemol gico apontando as condi es psicol gicas do processo de constru o do conhecimento cient fico o psiquismo humano apresentando fortes resist ncias em abandonar velhas ideias e aceitar as novas Por isso grande nosso mau humor quando v m contradizer nossos conhecimentos prim rios quando querem mexer no tesouro pueril obtido por nosso esfor o escolar Bachelard 1996 p 51 Nesse processo observam se lentid es e conflitos que representam obst culos na aquisi o do conhecimento cient fico contra esses obst culos que o esp rito deve lutar pois a que mostraremos causas de estagna o e at de regress o detectaremos causas da in rcia s quais daremos o nome de obst culos epistemol gicos o ato de conhecer d se contra um conhe
18. am na categoria de h drons s o os mais familiares A estrutura interna do pr ton uud ou seja dois quarks u e um d a do n utron udd isto dois quarks d e um u Proton Neutron No novo modelo at mico os el trons est o em constante movimento em torno do n cleo os pr tons e os n utrons vibram dentro do n cleo e os quarks vibram dentro dos pr tons e n utrons Uma caracter stica peculiar dos quarks que eles t m carga el trica fracionaria 2 3 e para alguns tipos e 1 3 e para outros No entanto quarks nunca foram detectados livres est o sempre confinados em h drons de tal modo que a soma alg brica das cargas dos quarks que constituem um determinado h dron e sempre um m ltiplo inteiro de e O pr ton por exemplo formado por dois quarks de carga 2 3 e e um quark de carga 1 3 e de modo que sua carga 2 3 2 3 1 3 e ou simplesmente e Quer dizer o quantum da carga el trica continua sendo e 1 6 10 C pois nunca foi detectada carga el trica isolada que fosse uma fra o da carga elementar At onde se sabe os quarks sempre aparecem unidos formando os chamados h drons De acordo ainda com o Modelo Padr o quando dois corpos exercem for as m tuas classicamente chamadas for a de a o e for a de rea o eles na verdade trocam part culas que passam a ser mediadoras dos v rios processos f sicos que ocorrem no interior da mat ria A essas part culas tamb m
19. ca Na quest o da solda voc n o deve derreter o estanho no ferro de solda e depois colocar nos componentes e sim encostar o ferro no lugar da solda e ir colocando o estanho pois assim o terminal j estar quente e absorver o estanho Exemplo Encoste o soldador na garra e logo ap s a solda Enfie uma capinha em cada lado do cabinho Coloque a por o desencapada do cabinho na parte maior da garra Agora voc j sabe soldar e n o ser muito dif cil montar o circuito ilustrado abaixo Transistor j Resist ncia Para facilitar siga o esquema el trico abaixo Emisso Base Coletor R 10009 Jacar Eessensensenmem ease Para soldar os componentes coloque solda diretamente sobre os dispositivos el tricos aquecidos A solda ao aquecer fica no preenche os espa os vazios unindo as duas pe as a soldar No caso do transistor voc deve levar em considera o forma como lig lo pois seus terminais devem ser conectados adequadamente no circuito Analisando o circuito Deixe o LDR exposto luz e observe o brilho da l mpada Em seguida tampe o LDR de modo que n o passe luz por ele Mais uma vez observe o brilho da l mpada N o se esque a de registrar as suas observa es Na situa o em que o LDR encontra se exposto a luz o que se espera que a l mpada n o acenda Para que um transistor funcione perfeitamente necess rio que esteja corretamente ligado e que a tens o
20. cimento anterior destruindo conhecimentos mal estabelecidos superando o que no pr prio esp rito obst culo espiritualiza o BACHELARD 1996 p 17 Ele defende tamb m que o conhecimento real nunca imediato e pleno pois existem obst culos que se incrustam no que cremos saber em conhecimentos mal questionados e acabam ofuscando o que dever amos saber afirmando que o conhecimento do real luz que sempre projeta algumas sombras Bachelard aponta para a quest o do ensino embora n o tenha se dedicado a escrever nenhum livro tratando especificamente da educa o menciona que o trabalho educativo consiste essencialmente em uma rela o dial gica em que todo conhecimento resposta a uma pergunta Se n o h pergunta n o pode haver conhecimento cientifico BACHELARD 1996 p 18 Esse conhecimento n o deve se dar por meio de um interc mbio de ideias mas sim a partir de sua constru o que n o deve basear se na opini o sendo antes de tudo preciso destru la Este o primeiro obst culo a ser superado Dessa forma vemos mais uma vez a educa o n o podendo basear se no ato de depositar ideias de um sujeito no outro nem tampouco tornar se simples troca de ideias a serem consumidas pelos permutantes Freire 1978 L E necess rio ainda que formulemos com clareza as quest es pois o esp rito cient fico pro be que tenhamos uma opini o sobre que quest es que n o conhecemos Assim
21. da por Newton e o modelo ondulat rio da luz que era defendido por Christian Huygens Segundo Isaac a luz era formada por part culas j Huygens defendia a hip tese de que a luz era uma onda Essas duas correntes provocaram intensas pol micas entre os cientistas da poca fato esse que marcou a hist ria da f sica Mas afinal de contas a luz onda ou part cula Para a F sica desenvolvida naquela poca a luz era uma coisa ou outra e embora haja evid ncias incontest veis da natureza corpuscular da luz h tamb m fen menos luminosos que s se explicam adequadamente com a teoria ondulat ria Por isso h quem diga ainda hoje que a luz tem um car ter dual ou seja car ter corpuscular e ondulat rio Dois comportamentos complementares mas auto excludentes pois devemos ter em mente as diferen as que existem entre o conceito de corp sculo ou part cula e o conceito de onda uma part cula transporta mat ria uma onda n o Al m disso ondas as part culas exibem uma diferen a not vel a id ia de part cula envolve algo espacialmente bem localizado enquanto a id ia de onda envolve algo que se distribui no espa o A dualidade surge ent o em rela o ao comportamento coletivo desse feixe que ondulat rio Por exemplo A ola uma das coreografias mais bonitas realizada pela torcida durante uma partida de futebol Dizem que foi criada durante a Copa do Mundo no M xico em 1986 para mais tarde se populariza
22. dio Bras lia MEC SEMTEC 1999 BRASIL Minist rio da Educa o Secretaria de Educa o M dia e Tecnol gica PNC Ensino M dio Orienta es Educacionais Complementares aos par metros Curriculares nacionais Bras lia 2002 BRASIL Minist rio da Educa o Secretaria de Educa o B sica Orienta es Curriculares para o Ensino M dio vol 2 Bras lia 2006 CANOTO J NIOR OSVALDO Texto e Contexto para o Ensino de F sica Moderna e Contempor nea no Ensino M dio S o Paulo 2003 Disserta o Mestrado Universidade de S o Paulo Instituto de F sica Depto F sica Experimental CARVALHO A M P VANNUCCHI A O Curr culo de F sica Inova es e Tend ncias nos Anos Noventa Investiga es em Ensino de Ci ncias Porto Alegre IF UFRGS v 1 n 1 abr 1996 CAVALCANTE M A TAVOLARO C R C F sica Moderna experimental Editora Manole S o Paulo 2007 CORR A JO O A et al A Inser o da F sica Moderna no Ensino M dio Atas do XV Simp sio Nacional de Ensino de F sica Curitiba 2002 ERTHAL Jo o P C LINHARES Mar lia P A F sica Das Radia es Eletromagn ticas E O Cotidiano Dos Alunos Do Ensino M dio Constru o De Uma Proposta De Ensino Atas do V Encontro Nacional de Pesquisa em Educa o em Ci ncias n 5 2005 EINSTEIN Albert INFELD Leopold A evolu o da f sica Rio de Janeiro JZE 2008 FREIRE Paulo Pedagogia do Oprimido 6 ed Rio de Jan
23. eiro Paz e Terra 1978 GASPAR Alberto F sica S o Paulo Editora tica 2001 3v GRECA M MOREIRA M A e HERSCOVITZ V E 2001 Uma proposta para o ensino de Mec nica Qu ntica Revista Brasileira de Ensino de F sica 1 23 p 444 457 GREF Grupo de Reelabora o do Ensino de F sica F sica 2 F sica t rmica e ptica F sica 3 Eletromagnetismo S o Paulo EDUSP 1993 HEWITT P G F sica Conceitual 9a ed Editora Bookman Porto Alegre 2002 LABUR C E SIM ES A M URBANO A A Mexendo com polar ides e mostradores de cristais l quidos o ensino de F sica contempor nea tendo como pano de fundo a f sica do cotidiano Caderno Catarinense de Ensino de F sica Florian polis v 15 n 2 p 192 202 ago 1998 MOREIRA M A O Modelo Padr o da F sica de Part culas Revista Brasileira de Ensino de F sica S o Paulo v 31 n 1 p 1306 1 1306 11 mar 2009 MATTHEWS Michael R Hist ria Filosofia e Ensino de Ci ncias A tend ncia atual de Reaproxima o Caderno Catarinense de Ensino de F sica v12 n 3 p g 164 214 M XIMO Ant nio ALVARENGA Beatriz 5 ed Curso de F sica S o Paulo Editora Scipione 2000 3 v NUSSENZVEIG H Moys s Curso de F sica B sica Ed Edgard Bl cher ltda 1998 OLIVEIRA R J A cr tica ao verbalismo a ao experimentalismo no ensino de qu mica e f sica Em Qu mica Nova S o Paulo v 15 n 1 1992 OKUNO E Radia
24. eletromagn tica respons vel pelas atra es e repuls es entre part culas dotadas de carga Na for a nuclear fraca a part cula mediadora o B son e seu raio de a o cerca de 10 m Enquanto que na for a eletromagn tica sua part cula mediadora o f ton e seu raio de a o infinito veremos mais sobre essa intera o eletromagn tica e sua part cula mediadora na li o 3 n5 per O decaimento de um n utron udd em um pr ton uud um el tron e um antineutrino que tem carga B W nula e massa desprez vel Esse processo chamado Ro decaimento beta do n utron Na figura o b son representado pelo s mbolo W e por o antineutrino No universo e tudo que nele existe regido por quatro tipos de intera es fundamentais nas quais j fazem parte a nuclear forte nuclear fraca e a intera o eletromagn tica A quarta intera o a GRAVITACIONAL a menos expressiva dentre as quatro Da mesma forma que a intera o eletromagn tica a intera o gravitacional tem raio de a o infinito E por meio dela que poss vel explicar desde a queda dos corpos forma o das estrelas e outros corpos celestes A part cula mediadora apesar de ainda n o detectada j tem nome o gr viton Na natureza os F sicos acreditam que todas as for as resultam da intera o de part culas buscando dessa forma desenvolver uma imagem unificada de todas as for as MAT RIA PA
25. endimento autom tico das l mpadas Al m disso temos aplica es ao controle remoto alarmes abrimento autom tico de portas Claro que esses sistemas diferem um pouco um do outro mas no fundo todos se baseiam nesse efeito E o LDR onde fica nisso tudo Devido a o da luz incidente os el trons mais externos dos tomos da estrutura do material que comp em o s lido que constitui o LDR s o arrancados passando a se mover livremente sendo agora denominados portadores de carga sendo poss vel agora conduzir corrente el trica Esse efeito de arrancar el trons denominados de efeito fotoel trico que em geral observado por exemplo quando uma superf cie met lica ou semicondutora iluminada com luz numa certa faixa de frequ ncias a essa contribui o da condutividade aumenta com a intensidade da luz Neste caso el trons ligados aos tomos s o promovidos a el trons livres capazes de conduzir corrente el trica J na aus ncia de luz por exemplo noite a resist ncia el trica desse dispositivo LDR aumenta enormemente uma vez que faltam el trons livres Uma das caracter sticas t cnicas do LDR sua sensibilidade radia o que se encontra na faixa da luz vis vel Figura A o da luz incidente arrancando os el trons mais externos dos tomos da estrutura do material que comp em o s lido que constitui o LDR passando a se mover livremente sendo agora denominados portadores de carga s
26. endo poss vel agora conduzir corrente el trica A intensidade da luz contribui para o aumento da condutividade uma vez que a luz de determinada fregii ncia e mais intensa possui um n mero maior de f tons Neste caso um n mero maior de el trons ligados aos tomos s o promovidos a el trons livres capazes de conduzir corrente el trica J na aus ncia de luz por exemplo noite a resist ncia el trica desse dispositivo LDR aumenta enormemente uma vez que faltam el trons livres lembre que R UA com U constante se a corrente aumenta a resist ncia diminui Fazendo uso de um ohm metro poder amos notar que o valor da resist ncia do LDR diminui conforme ele vai sendo exposto luz Figura LDR exposto luz S Figura LDR apresentando uma resist ncia maior devido a n o exposi o luz Montando nosso sistema de ilumina o Materiais necess rios 2 suportes de pilhas grandes 2 pilhas grandes de 1 5 V 14 garras tipo jacar 1 l mpada de 1 2 V pingo d gua 1 transistor BD 135 S CR S 1 resist ncia LDR 150 000 Q 1000 Q 1 resist ncia de 1000 Q 1 ferro de solda Solda 50 cm de cabinho a Cl Montemos nosso circuito Primeiramente leia atentamente o manual de instru es do ferro de solda Depois de feito isso ligue o ferro e deixe o esquentar Depois corte com a tesoura 7 peda os de cabinho de 10 cm cada Em seguida desencape uma pontinha 0 5 cm de cada do cabinho Di
27. ento de opera o bastante simples Estando as pilhas colocadas de forma correta no suporte basta raspar a extremidade do fio de cobre na lima Enquanto o fio permanece ligado pilha e em contato com a lima dizemos que o circuito est fechado e por ele se estabelece uma corrente el trica Sendo o condutor met lico a corrente que se estabelece deve se ao movimento de el trons constituintes da mat ria Ao rasparmos o fio ao longo da lima a corrente el trica sofre ent o v rias interrup es dizemos que a corrente el trica neste caso vari vel gerando algumas fa scas durante o contato e se mantiv ssemos uma b ssola nas proximidades do fio notar amos que haveria uma intera o entre ela e o fio No ano de 1820 buscando uma rela o entre eletricidade e magnetismo Oersted j havia observado a intera o entre a corrente e a b ssola devido ao movimento da agulha imantada na presen a de um fio condutor por onde circulava corrente el trica Mostrava dessa forma que uma corrente el trica produzia um campo magn tico E sendo a corrente el trica vari vel o campo magn tico tamb m ser Um campo magn tico variando no espa o gera um campo el trico tamb m vari vel e este por sua vez induz outro campo magn tico vari vel Essa indu o de campos vari veis a origem a uma onda eletromagn tica Para que o r dio capte essas ondas necess rio que ele funcione na fregii ncia AM captando as oscila
28. entre emissor e base assuma um determinado valor que ir variar de transistor para transistor No caso do BD 135 deve haver um valor superior a 0 7 volts coisa que n o acontece quando a resist ncia do LDR pequena lembre se do fato da resist ncia do LDR mudar conforme a exposi o luz Quando tampamos o LDR a l mpada acende e o valor da tens o entre emissor e base de aproximadamente 0 76 V ent o podemos afirmar que o transistor est se comportando como condutor Isso porque a resist ncia do LDR aumentou fazendo com que a tens o entre os terminais do emissor e base aumentasse Se expusermos gradativamente o LDR a luz conforme ele vai sendo iluminado percebemos que o brilho da l mpada diminui e por conseguinte a tens o tamb m diminui at o valor de 0 70 V quando a l mpada j estar apagada e o LDR totalmente iluminado Refer ncias bibliogr ficas ANDRADE NASCIMENTO e GERMANO Influencias da F sica Moderna na Obra de Salvador Dal Cad Bras Ens F s v 24 n 3 p 400 423 dez 2007 ASTOLFI Jean Pierre e DEVELAY Michel A Did tica das Ci ncias 10 ed Campinas Papirus 2006 BACHELARD Gaston A forma o do esp rito cient fico contribui o para uma psican lise do conhecimento Tradu o de Estela dos Santos Abreu Rio de janeiro Contraponto 1996 BRASIL Minist rio da Educa o Secretaria de Educa o M dia e Tecnol gica Par metros curriculares nacionais ensino m
29. erentes e complementares concep es te ricas discutidas no item anterior organizar um Material Did tico Instrucional MDI que possibilite ao professor um contato cultural com os conhecimentos de Ci ncia mais especificamente da F sica Nessa dire o pode se desde j afirmar que as Li es de F sica que ser o aqui apresentadas na forma de uma proposi o did tica se constituem inicialmente como um Material Did tico Instrucional MDI Isso implica compromissos intencionalidades pedag gicas que se organizam em uma estrutura constitu da de tr s momentos pedag gicos a saber i Contextualiza o Inicial ii Constru o do Conhecimento jii S ntese e Aplica o do Conhecimento A Contextualiza o Inicial o momento em que se busca o sentido do conhecimento momento em que s o levantadas quest es cujas respostas constituir o o conhecimento apreendido Resgata se aqui a dimens o epistemol gica de Bachelard para quem todo conhecimento resposta a uma quest o Se n o houver quest o n o pode haver conhecimento cient fico BACHELARD 1996 p 18 Essa etapa merece total aten o nela s o levantadas uma s rie de quest es iniciais dentro do contexto do estudante relacionada ao tema de FMC como forma de que a busca dessas respostas seja uma necessidade por parte deles e um exerc cio de reflex o individual ao passo que vai se tornando coletiva pois nesse momento alimenta se o di logo jun
30. nt o como a luz poderia arrancar um el tron Einstein prop e o modelo corpuscular para luz como forma de resolver o problema Vejamos Radia o com frequ ncia abaixo de certo valor m nimo n o promove el trons livre n o importando a intensidade da luz incidente Essa intensidade corresponde pot ncia emitida pela fonte luminosa A luz al m de apresentar um comportamento ondulat rio pode ser pensada como uma forma de energia transmitida por part culas denominadas f tons A energia E de cada f ton que constitui um feixe de luz dada pela rela o E h f ou E h c onde h a constante de Planck Quanto mais intenso for um feixe de luz maior o n mero de f tons nele presente Quando o feixe incide sobre a superf cie cada el tron preso tem certa probabilidade de interagir com um f ton Se a energia h f do f ton for maior que a energia de liga o do el tron denominada fun o trabalho q este pode ser libertado absorvendo toda a energia do f ton incidente sendo que o excedente se convertido em energia cin tica do el tron O valor de fun o trabalho depende do material da superf cie Assim para cada material o efeito fotoel trico ocorrer apenas a partir de um valor m nimo da frequ ncia f Desse modo ba i Essa equa o denominada equa o fotoel trica de Einstein Pois bem esse efeito de arrancar el trons denominados de efeito fotoel trico que em geral observado
31. ntares para o Ensino M dio Disserta o Mestrado em Ensino de Ci ncias Universidade de S o Paulo S o Paulo 2006 SILVA E L Contextualiza o no Ensino de Qu mica id ias e proposi es de um grupo de professores Disserta o Mestrado em Ensino de Ci ncias Instituto de F sica Instituto de Qu mica Instituto de Bioci ncias e Faculdade de Educa o Universidade de S o Paulo S o Paulo 2007 TERRAZAN A A inser o da F sica Moderna e contempor nea no ensino de F sica na escola de 20 grau Caderno Catarinense de Ensino de F sica v 9 n 3 p 209 214 dez 1992 pag 211 TERRAZAN A Perspectivas para inser o da F sica Moderna na escola m dia Tese de Doutorado S o Paulo Faculdade de Educa o da Universidade de S o Paulo USP 1994 TORRES C M A F sica Ci ncia e Tecnologia S o Paulo Moderna 2005 VALADARES E C MOREIRA A M Ensinando f sica moderna no segundo grau efeito fotoel trico laser e emiss o de corpo negro Caderno Catarinense de Ensino de F sica Florian polis v 15 n 2 p 121 135 ago 1998 WESTPHAL M PINHEIRO T C e TEIXEIRA C S PCN EM contextualiza o ou recontextualiza o In XVI SNEF Simp sio Nacional de Ensino de F sica 2005 Rio de Janeiro R J Atas do XVI SNEF Simp sio Brasileiro de Ensino de F sica 2005
32. o feita pela humanidade h mais de 2 000 anos Por volta do ano 400 a C o fil sofo grego Dem crito num passeio beira mar sentiu se curioso e come ou a se questionar sobre os gr os de areia que ele via na praia Quantos gr os de areia poss vel que existam em todas as praias da Terra Qual ser o tamanho do menor gr o de areia existente no mundo Agora pare e pense um pouco Voc j havia se colocado essas quest es Na realidade a grande preocupa o de Dem crito era com a composi o do Universo Afinal de contas como era composta aquela grande variedade de formas texturas corpos seres etc que ele tinha a sua frente Imaginemos a seguinte situa o Pegue um biscoito de polvilho daqueles redondinhos e parta o ao meio Depois parta ao meio uma das metades Em seguida parta a nova metade ao meio e continue assim enquanto for poss vel Onde voc vai chegar Provavelmente num bocado de farelo bem fininho cujos gr os voc n o conseguir dividir Foi exatamente dessa maneira que Dem crito pensou Se eu dividir cada vez mais um gr o de areia vou chegar a um ponto em que ele n o se divide mais Uma parte indivis vel at mica a n o tomos divis o o tomo Do menor dos gr os de areia maior estrela tudo na verdade um conglomerado de alguns tijolos fundamentais de constru o da natureza os tomos Mas ser o os tomos as menores part culas encontradas na natureza Se
33. oa mesmo dormindo capaz de sentir a luz quando algu m abre a janela pela manh No caso de um ferro de passar mantendo as m os a alguns cent metros dele podemos imaginar que o calor sentido por n s seja a mesma coisa que luz Est pois uma suposi o correta a radia o t rmica assim como chamada as ondas de calor sem d vida uma forma de luz conhecida como radia o infravermelha Um ter o da energia radiante emitida pelo sol chega at n s em forma de radia o infravermelha conhecida tamb m como ondas de calor outra parcela pequena dessa radia o emitida pelo sol nos chega sob a forma de luz vis vel viajando pelo espa o A luz pode ser definida como uma faixa do espectro de radia o que se estende desde as microondas at os raios X e raios gama A luz que enxergamos s uma pequena parcela desse espectro de radia o ou seja a maior parte da luz n o vis vel ao olho humano No espectro essas radia es s o distribu das pela fregii ncia ou pelo comprimento de onda que inversamente proporcional freqii ncia A linha vermelha com forma senoidal indica o comprimento de onda de cada radia o assim os raios gama s o os que possuem menor comprimento de onda 10 10 10 108 108 10 1012 1014 KHz MHz GHz A partir do espectro acima notamos que existe uma varia o ampla das ondas eletromagn ticas O que precisamos entender que as ondas eletromagn ticas est o em no
34. ogo pode fazer uma adequada articula o entre diferentes conte dos da F sica no ensino m dio superando a tradicional perspectiva centrada na mera inclus o de novos t picos agregados a organiza es curriculares j existentes A contextualiza o no ensino vem sendo defendida por diversos educadores pesquisadores e grupos ligados educa o como um meio de possibilitar ao aluno uma educa o para a cidadania Os PCNs BRASIL 2002 ampliaram a discuss o da contextualiza o no ensino de Ci ncias O documento traz orienta es que refor am o estudo de contextos como ponto de partida para a articula o entre conhecimentos das disciplinas de cada uma das reas Em 2006 foram publicadas as Orienta es Curriculares para o Ensino M dio BRASIL 2006 Esse documento contribui para o debate sobre a contextualiza o como um pressuposto importante no ensino de Ci ncias uma vez que tem o papel de mediar o di logo entre as disciplinas principalmente daquelas que tomam como objeto de estudo o contexto real situa es de viv ncia dos alunos os fen menos naturais e artificiais e as aplica es tecnol gicas Em fun o disso a contextualiza o pensada por n s se apresenta como forma de buscar a integra o entre o saber cient fico e o cotidiano das pessoas articulando diferentes dimens es do conhecimento cient fico 3 Li es de F sica O desafio que se nos apresenta aqui o de referenciado nas dif
35. que uma releitura dos conte dos curriculares de F sica voltados para esse n vel de ensino pode indicar potenciais caminhos para uma abordagem contempor nea inovadora din mica e contextualizada da F sica A perspectiva educacional de Paulo Freire constitui se aqui em um referencial de natureza pedag gica que nos permitiu reunir e incorporar elementos dial gicos as nossas reflex o e proposta No campo mais propriamente epistemol gico fomos norteados pela Epistemologia Hist rico Cr tica de Gaston Bachelard em cujas categorias conceituais fomos buscar refer ncias tamb m constitutivas e essenciais ao trabalho did tico pedag gico com a F sica As tr s Li es de F sica aqui propostas exploram o tema Mat ria e Radia o Boa Leitura Bom Estudo Boas reflex es E Bom Trabalho Seus coment rios cr ticas experi ncias e sugest es ser o bem vindos Basta entrar em contato pelo email marcelo prof fis O gmail com Um forte abra o Marcelo Mesquita Sumario 1 A F sica Moderna e Contempor nea no Ensino M dio O estado da arte 5 2 Freire e Bachelard O Pedag gico e o Epistemol gico Apontando Caminhos 6 3e Lices de FISCA PP PP PP REKAREKA AKERRA 10 Li o 1 planejamento orienta es ao professor sssssssssssssssssssrerrrsssssrrrsrnnsssssrreernessssssrrrrensssssne 13 Li o 2 planejamento orienta es ao professor sssssssssssssss
36. r o realmente eles os tomos tijolos fundamentais de constru o n o sendo constitu dos por nada menor A mat ria como estamos discutindo composta por tomos s n o sab amos que estes por sua vez eram compostos por part culas ainda menores os el trons envolta de um caro o central o n cleo at mico Por parecer pequeno s lido e denso os cientistas pensaram originalmente que o n cleo era indivis vel Mais tarde descobriram que ele era feito de pr tons p que s o carregados positivamente e n utrons n que possui carga total zero Essa hip tese at mica de grande import ncia foi salientada em 1963 por Richard Feynman Abaixo se encontra um trecho de um dos seus livros The Feynman lectures on Physics Se em algum cataclismo todo o conhecimento cient fico fosse destru do e apenas uma senten a fosse passada adiante para as pr ximas gera es de criaturas que enunciado conteria mais informa es em menos palavras Acredito que seja a hip tese at mica ou o fato at mico ou como quiser cham lo de que todas as coisas comp e se de tomos pequenas part culas que se deslocam em movimento perp tuo atraindo umas s outras quando est o a certa dist ncia mas repelindo se quando comprimidas umas contra as outras Nessa nica senten a voc ver existe uma enorme quantidade de informa o sobre o mundo bastando que apliquemos um pouco de imagina o e racioc nio
37. r nos est dios do mundo todo Na Copa da frica n o foi diferente e a coreografia lembra uma onda humana executada pelos torcedores que poderiam ser identificados perfeitamente como part culas O LDR e o efeito um tanto moderno Hoje em dia se fala muito em energia solar mas pouco se entende como se converte a energia abundante do sol em energia el trica e neste ponto que o efeito fotoel trico revela uma de suas aplica es Os dispositivos que t m a capacidade de transformar energia luminosa seja ela proveniente do Sol ou de qualquer outra fonte em energia el trica s o chamados de fotoc lulas podendo funcionar como sensor capaz de medir a intensidade luminosa como nos casos das portas de shoppings Outra aplica o do efeito fotoel trico que nos traz grande comodidade s o as a es autom ticas como o acendimento de luzes Al m de as luzes acenderem no momento ideal aquele em que a escurid o j come a a dominar o ambiente diminuindo o consumo de energia elas diminuem a extens o do sistema el trico e a nossa interven o Sistemas como esse tem seu princ pio baseado no fato de que n o havendo ilumina o suficiente h o acendimento das l mpadas Sistemas fotossens veis a luz solar se utilizam do mesmo mecanismo Enquanto h luz solar os el trons s o emitidos em um dispositivo chamado LDR resist ncia dependente da luz e que juntamente com o restante dos componentes do circuito controla o ac
38. resencial Dist ncia C Misto S rie e ou Contexto Indicados 1 S rie L 2 S rie 3 S rie DX EJA Amplia o da jornada escolar C Avalia o Institucional X Forma o continuada de professor C Gest o Educacional Tecnologia Educacional 1 OBJETIVOS Proporcionar ao aluno uma compreens o da constitui o e organiza o da mat ria e suas especificidades relacionando as aos modelos que a ci ncia hoje prop e para um mundo povoado de part culas 2 Orienta es ao Professor Nessa li o o aluno deve ser levado a uma reflex o sobre o que constitui tudo e todos levantando hip teses sobre a constitui o da mat ria Como sugest o de leitura para o professor h um artigo de Marco Ant nio Moreira pesquisador na rea de Ensino de Ci ncias que fala sobre o Modelo Padr o Nesse artigo dispon vel na internet no site da Revista Brasileira de Ensino de F sica haver um quadro de resumo das part culas fundamentais que constituem a natureza em toda sua complexidade e beleza O estudo dessa li o pode ser realizado num c rculo roda de leitura onde cada aluno fica respons vel pela leitura de um trecho do texto No decorrer do texto s o propostas algumas quest es o professor deve debater com os alunos as poss veis respostas s situa es apresentadas antes por m importante que os alunos elaborem suas pr prias respostas em grupo ou indi
39. rocesso educativo referenciamo nos em Paulo Freire e na sua nfase quanto import ncia do di logo como elemento fundacional do processo educativo Em contraposi o a educa o banc ria que situa o educando como um mero receptor de informa es advindas do professor Freire nos remete a uma educa o libertadora aquela que alicer ada no di logo como elemento norteador do processo educativo nos objetos de conhecimentos como mediador desse di logo e na necessidade de inser o do educando como sujeito das a es educativas Segundo Freire nela na educa o banc ria o educador aparece como seu indiscut vel agente como o seu real sujeito cuja tarefa indeclin vel encher os educandos dos conte dos de sua narra o Conte dos que s o desconectados da totalidade em que se engendram e em cuja vis o ganhariam significa o FREIRE 2005 p 65 A Uma educa o nesses termos al m de conduzir os educandos memoriza o mec nica do conte do narrado torna se um ato de mero dep sito de supostos saberes em que os educandos s o os deposit rios e o educador o depositante Freire 2005 Sobre esse aspecto o educador n o tem o senso do fracasso justamente porque se acha um mestre Bachelard 1996 p 24 Paulo Freire afirma quanto mais se exercitem os educandos no arquivamento dos dep sitos que lhes s o feitos tanto menos desenvolver o em si a consci ncia cr tic
40. ssa volta o tempo todo em todos os lugares embora n o possamos v las senti las ou cheir las como no caso das microondas Essas ondas s diferem uma das outras apenas pelo seu comprimento de onda A velocidade de propaga o c de uma onda eletromagn tica dada por CEA Ts onde 2 representa o comprimento de onda e f sua fregu ncia Uma maneira de enxergar as ondas eletromagn ticas da seguinte forma Primeiro iremos precisar de um forno de microondas Isso mesmo um forno de microondas Vai parecer at receita culin ria Vamos usar um desses fornos para medir a velocidade da luz e poder comprovar a express o acima Mediremos o comprimento de onda da radia o do forno e uma vez que sabemos a fregii ncia dessas ondas que normalmente constam escritas atr s ou embaixo do forno se n o estiver vis vel procure o manual do forno de microondas O valor mais fregiente 2 45 GHz 2 45 10 Hz Primeiro use um forno sem rota o e sem espelho girat rio Como falei vai parece receita culin ria pegue uma travessa de vidro pirex e ponha nela uma camada de uns dois cent metros de margarina marchemelo ou cobertura de sorvete Serve qualquer material comest vel pastoso humm Coloque no forno de microondas em pot ncia baixa por alguns instantes algo em torno de 4 a 10 segundos Observe que alguns pontos ficaram ligeiramente derretidos A dist ncia entre estes dois pontos consecutivos representa a dist ncia de
41. sssrrserrssssssrerrrrrssssrrrrennssssssrreernsssssne 16 Li o 3 planejamento orienta es ao professor sssssssssssssssssssrerrrsssssrrrrennrssserrrernrssssssrrreensssssne 19 Li o Do que o Mundo feto E csqassesssessrrastenotresteantresteasfoes rae lane eua neee na eea Saa Cana aqu ane Ceu RECE ATE 22 Li o 2 Radia o Uma informa o a cerca do mundo seesesssesrrrssrrrrssrrrrssrirrnsrrrrnssrrrrsrrrersereenset 29 Li o 3 Mat ria e Radia o um di logo permanente de compreens o do mundo 34 1 A F sica Moderna e Contempor nea no Ensino M dio O estado da arte Na primeira metade da d cada de 1990 propostas e trabalhos apresentados em diversos encontros cient ficos nacionais e internacionais sobre o ensino de F sica SNEF EPEF RELAEF REF ENSENANZA GIREP levantaram discuss es acerca das poss veis inova es e tend ncias necess rias ao curr culo do Ensino M dio CARVALHO e VANNUCCHI 1995 Nesses encontros come avam a se delinear as tentativas de inclus o da F sica Moderna e Contempor nea FMC no curr culo do Ensino M dio deixando evidente a necessidade de a escola integrar se ao mundo atual e ao mesmo tempo preparar o aluno para conviver em uma sociedade em que os conhecimentos cient ficos e a capacidade de utilizar diferentes tecnologias s o fundamentais A proposta dos Par metros Curriculares Nacionais PCN para o Ensino M dio BR
42. to ao processo de busca do conhecimento entre os que est o presentes na discuss o sempre intercalando perguntas e atividades a realizar Dessa forma julgamos que os alunos sentir se o desafiados permitindo construir significado e dar sentido ao objeto de conhecimento Nesse momento procura se inserir o aluno o mais pr ximo poss vel de um contexto relevante dentro de sua realidade incentivando e despertando a curiosidades dos mesmos durante as aulas como forma de proporcionar uma maior participa o e intera o entre eles e o conhecimento tentando levar ao ponto de perceberem a necessidade de buscar mais informa es ii Construindo o conhecimento momento de organiza o e constru o do conhecimento junto aos estudantes Encaramos como um desafio de transposi o did tica e comprometimento com o conhecimento na sua integridade Nesse instante n o esperamos expor as coisas da F sica mas a F sica das coisas num di logo permanente proporcionando uma melhor compreens o do mundo que estamos inseridos Esse o momento em que o aluno apresentado ao contexto hist rico como forma de resgatarmos a hist ria da ci ncia e n o a hist ria do tema sendo apresentados aos fatos aos experimentos situa es e estudiosos envolvidos para analisar e interpretar as situa es propostas tendo como consequ ncia a constru o reconstru o do conhecimento a partir das atividades propostas nesse momento iii S
43. trons Imagine o n cleo como uma mola fortemente comprimida que a repuls o el trica mantida no lugar por uma grande corda que a for a nuclear forte Embora exista uma grande quantidade de energia armazenada na mola ela n o pode liberar essa energia porque a corda muito forte Existem outros fen menos que ocorrem no interior do n cleo at mico que embora tamb m estejam relacionados com sua estabilidade n o poderiam ser explicados sem que leve a um debate sobre a exist ncia de outra for a com caracter sticas diferentes da for a nuclear forte essa for a ainda teria um raio de a o menor que a da for a nuclear forte Mas que outros fen menos acontecem no interior do n cleo que exigem a presen a de um novo tipo de intera o Se a for a nuclear forte a respons vel pela estabilidade do n cleo at mico ent o qual a finalidade de se pensar em uma nova for a Certamente voc j ouviu falar em radioatividade n o A radioatividade parte integrante da nossa vida Alguns elementos qu micos possuem a caracter stica especial de emitir espontaneamente part culas de altas energias A este fen meno damos o nome de radioatividade e ao fazer isto este tomo pode se transformar em outro elemento qu mico O processo chamado de decaimento A for a respons vel pela degrada o radioativa desses n cleos at micos recebe o nome de nuclear fraca e foi revelada como da mesma natureza da for a
44. vidualmente 3 LEITURA COMPLEMENTAR RICHARD P FEYNMAN F sica em 12 li es f ceis e n o t o f ceis Editora Ediouro 4 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS FEYNMAN Richard P Li es de F sica de Feynmann edi o definitiva Richard P Feynman Robert B Leighton Matthew Sands tradu o Adriana V lio Roque da Silva et al Porto Alegre Bookman 2008 1 v MOREIRA Marco Antonio O Modelo Padr o da F sica de Part culas Revista Brasileira de Ensino de F sica S o Paulo v 31 n 1 Apr 2009 http www sprace org br AventuraDasParticulas index html Li o 2 planejamento orienta es ao professor 6 e Rede Colaborativa de Ensino de F sica RCEF Instituto de F sica Universidade de Bras lia IDENTIFICA O Autores T tulo Institui o UF Li o 2 Marcelo David Silva o de Mesquita Radia o Uma informa o IFD UnB DF a cerca do mundo N VEL EDUCA O B SICA C Educa o Infantil C Ensino Fundamental X Ensino M dio Modalidade de Ensino X Presencial Dist ncia C Misto S rie e ou Contexto Indicados 1 S rie L 2 S rie 3 S rie DX EJA Amplia o da jornada escolar Avalia o Institucional Forma o continuada de professor C Gest o Educacional 1 OBJETIVOS Proporcionar um melhor entendimento ao estudante sobre os diferentes tipos de radia
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