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Luz e noções de ótica geométrica

 

20/01/2009

Autor e Coautor(es)
Gílian Cristina Barros
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CURITIBA - PR SECRETARIA ESTADUAL DE EDUCAÇÃO

Eziquiel Menta

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Som, imagem e informação
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
- Verificar como uma imagem é formada por uma lente convergente.
- Compreender como os conceitos de luz e cores estão relacionados.
- Conhecer os três princípios básicos da ótica geomética (propagação retilínea da luz, reversibilidade na trajetória da luz e independência dos raios de luz)
Duração das atividades
3 aulas de 50 minutos
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Noções básica de montagem e organização de experimentos.
Leitura de gráficos e tabelas.
Estratégias e recursos da aula

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1322/imagens/bau_historias.gif

Momento 01 -

Olá Professor!

Inicie a aula apresentando aos alunos algumas teorias sobre a luz, mostrando aos alunos que as Teorias vão se estabelecendo ao longo dos tempos e que um pesquisador utiliza as descobertas do outro para comprovar ou refutar o fato/fenômeno.

Isaac Newton divulgou muitos trabalhos nos campo da ótica e da matemática, dentre suas descobertas se destaca a que a luz poderia se dividir em muitas cores, através de um prisma – dispersão da luz e usou esse conceito experimental para analisar a luz.

Em 1672, Newton apresentou a Teoria Corpuscular da Luz, onde a luz era considerada como um feixe de partículas emitidas por uma fonte de luz que atingia o olho estimulando a visão. Lei que conseguiu explicar alguns fenômenos de propagação da luz .

Se tiver interesse em apresentar ou realizar um experimento com os alunos podem utilizar este que oportuniza aos alunos a compreensão de como os conceitos de luz e cores estão relacionados.

Luz e cores


Foucault, no séc. XIX, com condições melhores de estudo e pesquisa que as de Newton no séc. XVII conseguiu medir a velocidade da luz em diferentes meios (ar/água) – Teoria Ondulatória da Luz – verificando que a velocidade da luz era maior no ar do que na água, contestando a teoria corpuscular de Newton que considerava que a velocidade da luz na água deveria ser maior que no ar.

Maxwell, na segunda metade do séc. XIX, por meio da Teoria de Ondas Eletromagnéticas, constituiu teoricamente que, a luz é uma modalidade de energia radiante que se propaga através de ondas eletromagnéticas. Quinze anos após a descoberta de Maxwell, Hertz comprovou experimentalmente a teoria ondulatória, usando um circuito oscilante.

A teoria de Hertz não conseguia explicar o fenômeno de emissão fotoelétrica, que é a ejeção de elétrons quando a luz incide sobre um condutor e Einstein usando a idéia de Planck (1900), mostrou que a energia de um feixe de luz era concentrada em pequenos pacotes de energia, denominados fótons, que explicava o fenômeno da emissão fotoelétrica – Teoria da Dualidade onda/partícula.

A natureza corpuscular da luz foi confirmada por Compton (1911). Verificou que quando um fóton colide com um elétron, eles se comportam como corpos materiais.
Hoje se aceita o fato de que:

A luz tem caráter dual: os fenômenos de reflexão, refração, interferência, difração e polarização da luz podem ser explicados pela teoria ondulatória e os de emissão e absorção podem ser explicados pela teoria corpuscular.

Adaptação de Luz: fundamentos teóricos. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/otica/luz.htm. Acesso em 10 de jan. de 2009.
 

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1322/imagens/problematizacao.gif

Momento 02 -

Atividade 01 - Depois de conhecermos a definição de luz aceita hoje no meio cientítifico, proponha aos alunos que pesquisem utilizando a biblioteca, livros didáticos e a internet, os três princípios básicos da ótica geomética, quando a luz atravessa um meio material transparente oticamente homogêneo.

  1. Princípio da propagação retilínea da luz
  2. Princípio da reversibilidade na trajetória da luz
  3. Princípio da independência dos raios (ou pincéis) de luz

Os registros da pesquisa realizada poderão ser postados em um blog, se realizadas individualemte ou wiki, se realizadas em grupo.

Atividade 02 - Alguns fenômenos são citados nos princípios e nas teorias sobre a luz. Que são:

  • O fenômeno da reflexão, que é visível na água, quando estamos a beira de um lago por exemplo, onde vemos os reflexos causados pela luz do Sol ao bater na superfície.
  •  O fenômeno da refração que ocorre, por exemplo, quando mergulhamos em uma psicina e abrimos os olhos dentro d'água e enxergamos os objetos a nossa volta. Se a luz do Sol não entrasse dentro da água não enxergaríamos nada.
  • E a absorção que é facilmente notada quando a água começa a esquentar, depois de um certo tempo exposta ao Sol.

Para aprofundamos as seguintes questões, em sala específica (laboratório de física e/ou de informática) proponha aos alunos que em grupos realizem as atividades propostas nos seguintes objetos:

Objeto 01 - Laboratório de Física - Realizando as atividades propostas neste objeto com a alteração da curvatura do raio, os diâmetros, poderá veriricar os conceitos de reflexão, refração, bem como, os indicies de refração, curvatura do raio, diâmetros e propagação da luz para um ou dois pontos ou objetos.

Ótica geométrica                          
 
Objeto 02 - Laboratório de Informática - Por meio da atividade proposta neste objeto é possível construir um sistema para observar a trajetória de um raio sendo refratado, ou seja, sendo desviado da sua trajetória inicial.
 
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1322/imagens/CATARSE.gif
 
Momento 03 -
 
1. Individualmente e em no mínimo duas laudas apresente uma síntese do conteúdo estudado dando ênfase aos princípios da ótica geométrica e aos fenômenos de refração e reflexão aprofundados na realização dos experimentos.
 
Recursos Educacionais
Nome Tipo
Ótica geométrica Animação/simulação
Luz e cores Experimento prático
Refração Experimento prático
Recursos Complementares
Adaptação de Luz: fundamentos teóricos. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/otica/luz.htm. Acesso em 10 de jan. de 2009.
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Avaliação
A avaliação será realizada no transcorrer dos questionamentos apresentados, primeiramente observando a formação de conceitos pelos alunos, analisando seus questionamentos e intervenções, procurando, por meio do diálogo, perceber se houve assimilação dos conteúdos propostos. Pela leitura das produções dos alunos, o professor avaliará sugerindo as mudanças e adequações necessárias, estimulando as leituras e quando necessário, o feedback dos conteúdos.
Opinião de quem acessou

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Opiniões

  • Adriano, Colégio Estadual Luís Viana , Bahia - disse:
    adrianodovalle@yahoo.com.br

    24/03/2010

    Duas estrelas

    O conteúdo está muito vago e seria impossível tratá-lo em apenas três aulas


Sem classificação.
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