* Refração.

Aproximadamente 100 minutos, duas (2) aulas.

* Luz; * Reflexão; * Espelho plano.

As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.

Motivação:

 

O professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “Por que quando mergulhamos parte de um lápis na água (Fig. 1), obliquamente, e olhamos, por cima, ele parece estar quebrado?”.

 

Figura 1 – Parte de um lápis imerso num copo com água.
Imagem disponível em: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/optpic/brokpen.jpg. Acesso em: 04 mar. 2009

É importante que o professor incentive a discussão entre os alunos a respeito desta pergunta, bem como medie esta, favorecendo a formação da construção do saber de que, quando o raio luminoso passa de um meio para outro, no qual a velocidade de propagação da luz é diferente, ocorre uma mudança na direção de propagação da luz a que chamamos refração. O que vemos na verdade é a imagem formada pelos raios luminosos que chegaram aos nossos olhos após sofrer a refração. Como essa mudança de direção é diferente no caso da luz atravessar o ar ou a água, temos a impressão de que o lápis está quebrado na interseção dos dois meios ⁽¹⁾.

 

 

Atividade 1

Após as discussões, estando os alunos organizados em grupos de cinco (5) integrantes na sala de aula, o professor deverá apresentar o recurso (que se trata de uma experiência) postado abaixo.

Recurso:

 

Link do Recurso no site do Portal do Professor:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/14314/refracao.pdf

Este experimento (Fig. 2) é composto por uma caixa de sapatos com uma lâmpada dentro, que é arranjada de modo que saia dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma caixa transparente cheia de água é refratado, ficando claro que ele muda sua trajetória. No caso desta experiência, o feixe, ao penetrar na água, se aproxima da normal (linha que passa perpendicularmente na vertical no ponto onde a luz começa a refratar) porque o índice de refração da água é maior que o do ar.

Figura 2 – Imagem do experimento postado na aula.

Observamos que a lista de materiais necessários para a realização desta experiência encontra-se na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 – Lista de Materiais

Materiais	Comentários
Fio elétrico
Bocal de lâmpada	Soquete onde se encaixa as lâmpadas
Plug elétrico	Plug de equipamentos elétricos
Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal	Para melhores resultados, é recomendado não usar lâmpadas de potência menores e nem maiores.
Caixa de sapatos
Régua Molegata da marca TRIDENT	Usada dada à facilidade que se tem para dobrá-la.
Cartolina
Adesivo plástico para PVC (cola de cano)	Pode ser substituído por qualquer tipo de super-cola (Super-Bonder).
Caixinha de CD	Capinha transparente de plástico
Água

 

Destacamos que essa experiência é importante no ensino de Física, pois o objetivo desta é construir um sistema onde é possível observar a trajetória de um raio sendo refratado, ou seja, sendo desviado da sua trajetória inicial.

Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:

• Cortem as extremidades da régua retirando a inscrição da logomarca e o furo, deixando a régua com 16 cm.
• Façam três dobras na régua de forma a resultar um anel retangular (Fig. 3) de 5 x 3 cm e colem as duas extremidades (com a cola para PVC).

Figura 3 – Anel retangular

• Retirem com cuidado a tampa da caixinha de CD, retirando todas as suas laterais.
• Colem a base deste "anel" formado pela régua na tampa da caixa de CD (Fig. 4).

Figura 4 – Base do experimento

• Cortem um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (Fig. 5).

Figura 5 – Marca do corte na caixa de sapato

• Colem um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado.
• Façam apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da caixa (Fig. 6).

Figura 6 – Corte na cartolina

• Montem o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal).
• Coloquem o circuito formado sobre a mesa onde será realizado o experimento e tapem-na com a caixa (Fig. 7). A luz emitida pela caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na cartolina colada onde foi retirado um retângulo da caixa.

Figura 7 – Circuito posicionado dentro da caixa

• Coloquem água dentro da caixa feita com a régua e a tampa da caixa de CD. Direcionem a ela o feixe emitido pela caixa.
• Visualizem o que acontece com o feixe de luz.

Ao término desta atividade, pergunte aos alunos sobre um fato curioso do cotidiano deles que é quando eles se sentam na borda de uma piscina e olham para um objeto no fundo da piscina, este parecerá mais perto de vocês, e mais distante da borda da piscina do que realmente está  (Fig. 8). Por que isso acontece?.  Favoreça que eles cheguem à conclusão de que: o objeto somente aparenta estar em outra posição pelo fato da refração da luz. A luz que é emitida pelo objeto é refratada quando sai da água para o ar. Como na água a luz caminha mais lentamente do que no ar ela é desviada dando a impressão de estar mais próxima da borda e numa profundidade menor.

Figura 8 – Refração numa piscina
Imagem disponível em:
http://www.seed.slb.com/pt/scictr/watch/seismology/images/refract.jpg. Acesso em: 04 mar. 2009

Dentre outros exemplos, o professor poderá citar que quando pegamos uma placa grossa de vidro transparente e passamos por cima de uma página de um livro, embora as letras não se deformem, parecem se movimentar quando você desliza a placa sobre a página e até mesmo quando você muda a direção em que você olha para a placa de vidro. Esse fenômeno ocorre por causa da refração.

 

 Referencias Bibliográficas

(1) – Scribd. Física do Dia-a-Dia. Disponível em: < http://www.scribd.com/doc/4077040/Fisica-Curiosidades-Fisica-do-DiaaDia >. Acesso em: 04 mar. 2009

Nome	Tipo
Refração	Experimento prático

Teoria e experimentos: http://www.scribd.com/doc/4077040/Fisica-Curiosidades-Fisica-do-DiaaDia http://www.seed.slb.com/pt/scictr/watch/seismology/refraction.htm http://educacao.uol.com.br/planos-aula/ult3907u252.jhtm

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento do experimento e nas discussões.