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?PTICA GEOM?TRICA ? A PROPAGA??O RETIL?NEA DA LUZ NUMA C?MARA ESCURA

Autor e Co-autor(es)

Daniel Rodrigues Ventura imagem do usuário

VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Lu?s Nunes, Jos? Higino Dias Filho, Jos? ?ngelo de Faria

Estrutura Curricular

Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Fundamental Final Ci?ncias Naturais Tecnologia e sociedade
Ensino M?dio F?sica Oscila??es, ondas, ?ptica e radia??o
Ensino M?dio F?sica Som, imagem e informa??o

Dados da Aula

O que o aluno poderá aprender com esta aula

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  • Como deslocam os raios de luz, usando uma c?mara escura.
  • Como determinar a altura de objetos, usando uma c?mara escura.
  • Como representar a forma??o de imagens no interior de uma c?mara fotogr?fica.  

Duração das atividades

100 min

Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

A natureza da Luz. 

Estratégias e recursos da aula

Com este estudo ? poss?vel utilizar uma c?mara escura para estudar a propaga??o retil?nea da luz em um meio homog?neo. Associar o funamentos de c?maras ao funcionamento do olho humano 

Atividade 1 

Como construir uma c?mara escura de orif?cio.

Para construir a c?mara escura simples usaremos uma caixa de papel?o, fita adesiva ou fita isolante e um objeto fino para furar a caixa. 

Apresente os filmes a seguir sobre constru??o de uma c?mara escura 

a) "Aprenda a fazer uma C?mara Escura" do endere?o: http://www.youtube.com/watch?v=fVi8NhD8BAE

b) Um outro v?deo postado no endere?o,  http://www.youtube.com/watch?v=dFVjGNhZ9I8&feature=fvwrel, apresenta o resultado do trabalho de um grupo de estudantes do ensino m?dio para construirem uma c?mara escura. 

c)  Pelos v?deos, observa-se que ? poss?vel construir esta c?mara usando materiais acess?veis e com ela estudar a propaga??o retil?nea da luz.  Um recurso do banco de objetos educacionais do mec, que pode ser acessado direto do endere?o http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/9568/open/file/camera_escura.pdf?sequence=1&eventSource=2 , ensina como construir uma c?mara escura simples e que funciona muito bem. 

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camara escura

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http://1.bp.blogspot.com/_1H6Nx66Q9y0/ScJo5puWIeI/AAAAAAAAADw/2HD00jC-n6o/s320/camara+escura.gif 

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d) Ap?s assistirem o filme, ler o roteiro de constru??o, j? tendo providenciado o material, pe?a aos alunos para, em grupos de no m?ximo 5 alunos, construir uma c?mara escurado tipo das que foram sugeridas nos filmes ou criar a sua pr?pria c?mara que tenha o mesmo princ?pio de funcionamento. 

Atividade 2

Verificando a propaga??o retil?nea da luz.

De posse da c?mara constru?da pelo grupo, ? hora de testar o seu funcionamento e entender a propaga??o da luz. Em grupo, os alunos responder?o as quest?es a seguir e logo ap?s o tempo dado, o professor sorteia qual grupo responder? cada uma das quest?es e durante a explica??o do grupo, caso a resposta n?o seja satisfat?ria, os demais grupos ser?o autorizados a complementarem a resposta. 

Veja a figura 2

Discuss?o sobre as imagens formadas no interior da c?mara escura:

  1. A imagem formada no interior de c?mara escura ? invertida, como se explica esta invers?o? 
    Resposta esperada: Quando a luz ? refletida por um objeto luminoso, como a chama de uma vela, ou refletida por um objeto iluminado, como a base da vela,  ela se propaga em todas as dire??es e vai inclusive na dire??o do orif?cio feito na caixa. Ao passar por este orif?cio, continua propagando em linha reta, mantendo a dire??o de onde partiu, at? atingir o anteparo da c?mara escura. Logo o ponto B  da parte inferior da vela, na figura 2, atinge a parte superior do anteparo B'  e  um ponto A superior da vela, atinge o anteparo em A' , formando assim a imagem invertida. 

     

 esquema das imagens na camara escura

Figura 2. Imagem invertida formada de uma vela AB no interior de uma c?mara escura. Obtida do endere?o: http://www.apice.coop.br/fisicanet/PorQue/FormacaodeImagem.gif

2. ? poss?vel determinar as dimens?es de objetos a partir da imagem formada no interior de uma c?mara escura?
Resposta esperada: Sim, pela figura 3, observa-se que os tri?ngulos  ABX e A'B'X s?o semelhantes e podemos igualar a raz?o entre a altura e a base de ambos. 
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3. Pesquise no sitio "Ci?ncia e Cultura na Escola" no endere?o, http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis/vestibular00/vestibular-FenomenosOpticos003.html e diga como fica a equa??o que nos permite calcular as dimens?es do objeto usando a c?mara escura?
Resposta esperada: A raz?o entre o tamanho do objeto e o  tamanho da imagem ? igual a raz?o entre dist?ncia do objeto ao orif?cio e a dist?ncia da imagem ao orif?cio, como pode ser visto na  figura 4. 
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camara escura tamanho de objetos

Figura 3. Diagrama representando a propor??o entre o tamanho da imagem e o objeto, colocado a uma dist?ncia a da c?mara que tem uma profundidade b. Figura obtida no endere?o:
 http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis/vestibular00/FenomenosOpticos/aula01-optica-fig008.gif

rela????o alturas em camera escura

Figura 4. A rela??o entre o tamanho do objeto e o tamanho da imagem, obtida em : http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis/vestibular00/FenomenosOpticos/aula01-optica-fig008b.gif

Atividade 3. 

As aplica??es de c?mara escura no cotidiano.

Pe?a aos alunos que pesquisem os seguintes assuntos: 

  1. As primeiras c?maras escuras quando foram usadas e para que? 
    Resposta esperada: No s?culo XIV j? se aconselhava o uso da c?mara escura como aux?lio de desenho e ? pintura. Leonardo Da Vinci fez uma descri??o da c?mara escura em seu livro de notas sobre os espelhos, mas que s? foi publicado em 1797.
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  2. Como eram as antigas c?maras fotogr?ficas?  Voc? ja visitou um museu onde tenha c?meras fotogr?ficas do tipo c?maras escuras?

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camara fotografica antiga
Figura 5. C?mera fotogr?fica antiga, uma c?mara escura, imagem obtida em : http://3.bp.blogspot.com/_RSKukoX6ncY/S24TProYhlI/AAAAAAAADBY/ujMFFybnwBM/s400/lambelambe.gif 
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Como se forma a imagem no interior de uma c?mara fotogr?fica?

camara e olho imagem formada
Figura 6. Imagem formada dentro da c?mara fotogr?fica se assemelha a imagem formada na retina do olho humano, ? invertida e menor que o objeto. Ilustra??o obtida em: 
http://3.bp.blogspot.com/_mw8crGKrD58/S7gXM9HRqxI/AAAAAAAAAFU/NbipFkqIN3U/s1600/olhoHumano-CameraFotografica.gif

Recursos Educacionais

Nome Tipo
C?mara escura Experimento pr?tico

Recursos Complementares

Veja um texto curioso:

O que significa: luz se propaga em linha reta?

http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101011141614AAmcOBL

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A hist?ria da c?mara escura pode ser vista em:

http://blogdoyagoebruno.blogspot.com/2010/04/melhorias-para-nosso-blog.html

Avaliação

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Ao estudar a propaga??o retil?nea da luz o aluno dever? saber:
  • como ? a propaga??o da luz no interior de uma c?mara escura.
  • como a luz se propaga em um meio homog?neo.
  • associar a c?mara escura a uma c?mara fotogr?fica.