Início do Conteúdo
Estudo do Espectro Eletromagn?tico a partir do monitoramento da Atividade Solar Atrav?s de uma Ferramenta Online Desenvolvida pela NASA
Autor e Co-autor(es)
Marco Antonio Bosse
Estrutura Curricular
| Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
|---|---|---|
| Ensino M?dio | F?sica | Conhecimentos b?sicos e fundamentais |
| Ensino M?dio | F?sica | Oscila??es, ondas, ?ptica e radia??o |
| Ensino M?dio | F?sica | Som, imagem e informa??o |
| Ensino M?dio | F?sica | Universo, terra e vida |
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
Os alunos poder?o:
- Ter conhecimento sobre o espectro eletromagn?tico atrav?s de uma ferramenta online desenvolvida pela NASA denominada Centro de Atividades sobre o Clima Espacial ? CACE, que pode ser acessado atrav?s desse link http://webeduc.mec.gov.br/nasa/, cujo principal objetivo ? realizar o monitoramento da atividade solar;
- Compreender a rela??o e aplica??o do espectro eletromagn?tico e sua rela??o com o cotidiano;
-
Identificar as diferentes faixas do espectro eletromagn?tico;
-
Reconhecer fen?menos do cotidiano onde o espectro eletromagn?tico est? presente.
Duração das atividades
5 aulas de 50 minutos cada
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Para que o aluno desenvolva todas as etapas das aulas, ? importante que os alunos j? tenham trabalhado os conte?dos que os levem a compreens?o do tema proposto nesta aula - Espectro eletromagn?tico, que s?o:
1. Ondulat?ria;
Para revisar este assunto sugiro as aulas postadas no Portal do Professor:
Ondas, Arnoldo Brasilio Filho;
2. Ondas eletromagn?ticas, Daniel Rodrigues Ventura;
?
Para trabalhar este conte?do que ser? de fundamental import?ncia para a compreens?o do que ? proposta nesta aula, sugiro as aulas a seguir, postadas no Portal do Professor.
Ondas ? A luz - uma propaga??o ondulat?ria, Jos? Marcelo Gomes;
Espectro eletromagn?tico: aplica??es da energia radiante, Guilherme Andre Dal Moro
Estratégias e recursos da aula
?
Esta aula utiliza como processo metodol?gico o M?todo Cient?fico, que consiste em tr?s etapas b?sicas, que s?o:
?
Etapa 1: Observa??o;
?
Etapa 2: Formula??o da pergunta;
?
Etapa 3: Formula??o da hip?tese;
?
?
Ao estudar o assunto Ondas Eletromagn?ticas na disciplina de F?sica, no Ensino M?dio, os alunos t?m contato com o espectro eletromagn?tico que, na maioria das vezes ? trabalhado de forma superficial e quase que despercebida. Antes de chegar a esse t?pico s?o trabalhados outros conte?dos envolvendo aspectos do espectro eletromagn?tico, mas o mesmo n?o ? abordado. Considerando a import?ncia do conhecimento aprofundado do espectro eletromagn?tico e as implica??es de sua aplica??o, no dom?nio do conhecimento dos fen?menos do cotidiano, ? que sugiro as atividades a seguir.
?
Outro aspecto levado em considera??o nesta sugest?o de aula, ? o de que a disciplina de F?sica no Ensino M?dio conta com duas horas aulas semanais, o que, dificulta a realiza??o de uma atividade de longo prazo e com muitas atividades ou recursos n?o pr?ticos e acess?veis, ou de dif?cil manuseio e/ou entendimento pelo aluno, para tratar de um assunto que ? uma pequena fra??o de um vasto conte?do, por?m de grande import?ncia para a compreens?o de atividades relacionadas as Ondas Eletromagn?ticas, no contexto do cotidiano.
?
As estrat?gias s?o sugeridas na ordem que se segue, baseada no fato de que o assunto desta aula est? interligado a um conte?do mais extenso, por isso, se tratado de forma pontual, demanda um tempo que a disciplina n?o disp?e em sua carga hor?ria dispon?vel no Projeto Pol?tico Pedag?gico. Como no contexto do assunto o espectro eletromagn?tico ? abordado, sugiro intensificar a busca pelo conhecimento sobre o assunto, uma vez que tem uma vasta aplicabilidade cient?fica.
?
?
?
Primeiro Momento ? Relacionamento do espectro eletromagn?tico com a Astronomia
?
Para contemplar a primeira fase do M?todo Cient?fico, ? explorada a ferramenta online Centro de Atividade sobre o Clima Espacial - CACE .
?
Nesse momento, o professor poder? questionar os alunos de que forma se pode utilizar o espectro eletromagn?tico para o estudo da Astronomia, com a finalidade de agu?ar a curiosidade natural deles, baseando-se nos materiais e assuntos abaixo:
?
?
?
?
Posteriormente, o educador poder? trabalhar diretamente com o CACE, mostrando no Visualizador Multim?dia, encontrado na aba ?Dados do Clima Espacial? em ?Dados ao Vivo? ou no link http://webeduc.mec.gov.br/nasa/spaceweather/#, diferentes imagens do Sol sob diferentes comprimentos de ondas, podendo, dessa forma, ilustrar uma das aplica??es do espectro eletromagn?tico no contexto da Astronomia.
Para iniciar esta etapa, o educador deve orientar seus alunos a acessarem o link acima citado (Figura 1). Em imagens, selecionando "O Sol" em "visualizando", os alunos ter?o acesso a imagens do Sol em diferentes comprimentos de onda, do espectro eletromagn?tico, como mostram as figuras abaixo.
Figura 1 ? Imagem do Sol obtida no comprimento de onda de Raios X. Fonte: MEC/NASA
?
?
?
Figura 2 - Imagens em Ultravioleta mostram manchas Solares e atividade Solar (partes claras). Fonte: MEC/NASA
?
?
Com a observa??o das imagens, questionar as particularidades de cada imagem e formular hip?teses sobre o geram essas caracter?sticas peculiares em cada imagem. Quest?es como por exemplo:
- As regi?es de atividade Solar s?o melhor visualizadas na imagem em Raios X (Figura 1) ou nas imagens no Ultravioleta (Figura 2)?
- Em qual imagem o Sol ? visto com maior defini??o?
As seguintes hip?teses podem ser levantadas, entre outras:
- Na imagem do Sol, na faixa de Raios X, ? poss?vel visualizar com maior exatid?o quais estruturas representam perturba??es em sua superf?cie ou isso ? melhor visualizado nas imagens na faixa do Ultravioleta, do espectro eletromagn?tico?
?
Para ampliar as discuss?es ? poss?vel passar algumas ilustra??es selecionado a aba ?Ilustra??es? e escolhendo a op??o Magnetosfera em "visualizando" e selecionando a op??o ?Espectro Eletromagn?tico? (Figura 3), e ?Radia??o eletromagn?tica na atmosfera? (Figura 4), no menu ao lado. Esta etapa mostra o que ? poss?vel de ser estudado/detectado em cada comprimento de onda. O professor pode apresentar a seus alunos quest?es como:
- Em quais faixas do espectro eletromagn?tico ? poss?vel detectar objetos sem o uso de equipamentos?
- Para que um objeto seja visualizado pelo olho humano, a radia??o emitida deve estar entre quais frequ?ncias do espectro eletromagn?tico da Figura 3?
- Quais partes do espectro eletromagn?tico apresentam os maiores comprimentos de onda? E os menores?
- Observando a Figura 3, relacione o comprimento de onda com a frequ?ncia de radia??o do espectro eletromagn?tico.
?
?
Figura 3 - Ilustra??o do Espectro Eletromagn?tico. Fonte: MEC/NASA
?
?
Figura 4 - Radia??o eletromagn?tica na atmosfera. Fonte: MEC/NASA
?
?
A partir dessa etapa da aula, fica mais f?cil para o aluno relacionar o espectro eletromagn?tico com atividades e aplica??es no cotidiano.
?
?
Segundo Momento ? Promovendo o debate ? curiosidade do aluno
?
Nesse momento o professor deve iniciar uma discuss?o sobre o espectro eletromagn?tico, instigando os alunos quanto a sua presen?a em nosso cotidiano e suas aplica??es, uma vez que ele vem inserido dentro do assunto Ondas Eletromagn?ticas.
?
? interessante tamb?m mencionar quest?es relacionadas a Astronomia e ao espa?o, uma vez que foi utilizado CACE, abordando o espectro eletromagn?tico. Este momento contempla a segunda fase do m?todo cient?fico, proposto como metodologia nesta aula. A discuss?o pode ser baseada sobre as seguintes quest?es:
?
- O que ? espectro eletromagn?tico?
?
- Como ele est? presente em nosso cotidiano?
?
- Qual a rela??o entre a Astronomia e espectro eletromagn?tico, mais especificamente, como os diferentes comprimentos de ondas s?o utilizados para estudar o universo?
?
?
Terceiro Momento ? Apresenta??o conceitual sobre o espectro eletromagn?tico e o relacionamento do mesmo com a Astronomia
?
Neste momento ? feita a complementa??o te?rica do assunto, explicando seus principais conceitos descritos acima, contemplando assim a terceira fase do m?todo cient?fico. Esta etapa pode ser realizada no laborat?rio de inform?tica ou em outro espa?o que permita aos alunos e professor utilizar equipamentos com internet.
?
1?) O que ? espectro eletromagn?tico?
?
? realizada uma introdu??o din?mica sobre o tema, atrav?s desse link: http://videoseducacionais.cptec.inpe.br/swf/natureza_radiacao/1_2/ e em seguida o professor poder? explicar de uma forma mais din?mica atrav?s dos v?deos abaixo.
?
?
?
?
?
2?) Como ele est? presente em nosso cotidiano?
?
Abordar diferentes assuntos que relacionam o espectro eletromagn?tico em nosso dia-a-dia, como por exemplo, o efeito da radia??o Solar sobre nossa atmosfera, os efeitos da radia??o em nosso organismo e sua utiliza??o pelo homem.
?
Para esta atividades ver os v?deos:
?
?
?
?
?
Recursos Complementares
Para complementar as etapas do aprendizado, baseado no m?todo cient?fico, ? importante as leituras recomendadas abaixo.
Radioastronomia: Ferramenta para Observar o Universo
?
Sites Recomendados
?
?
?
V?deos Recomendados
?
?
Avaliação
?
A avalia??o ser? feita em tr?s etapas, conforme abaixo
?
1? etapa - Organiza??o do Conhecimento
?
Os alunos em equipes de no m?ximo 4 integrantes, pela ferramenta a seguir, baseados nas atividades desenvolvidas dissertar sobre:
?
1) Os principais conceitos de espectro eletromagn?tico;
?
2) De que forma os diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagn?tico interagem com nossa atmosfera;
?
3) Os usos feito pelo homem e a import?ncia para a Astronomia.
?
2? etapa - Semin?rios
?
Atrav?s das abordagens realizadas as equipes devem organizar e apresentar semin?rios.
Cada equipe deve ficar respons?vel por apresentar os resultados relativos a ferramenta de avalia??o 1, para um comprimento de onda diferente.
?
3? Etapa - Mapa Conceitual e V?deo de Apresenta??o
?
Cada equipe elabora um mapa conceitual sobre o comprimento de onda apresentado no semin?rio, evidenciando os principais conceitos,
usos corriqueiros e astron?micos do espectro eletromagn?tico. A apresenta??o do mapa conceitual se dar? a partir de um v?deo gravado pela equipe.
Cada equipe dever?, dentro de sua realidade, providenciar equipamentos eletr?nicos que possibilitem a grava??o de v?deo com ?udio, onde os integrantes da equipe devem apresentar seu mapa conceitual. Os v?deos devem ser apresentados a turma, em um momento espec?fico, em aula, e pode ser divulgado em um blog criado pela turma, destinado a postagem de atividades desenvolvidas pela turma e/ou relacionadas a disciplina de F?sica da escola.