05/11/2010
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Som, imagem e informação |
Caracterizar as imagens formadas em uma lente convergente.
Verificar que apenas imagens reais são projetáveis.
Identificar os fenômenos ópticos presentes em um projetor de cinema.
Reflexão e refração da luz;
Elementos geométricos das lentes esféricas;
Raios notáveis em lentes esféricas.
Estratégias de ensino:
- Aula interativa com recursos multimeios;
- Aula conceitual.
Consideração inicial ao professor:
Esta aula possui uma explicação sobre a formação de imagens em lentes convergentes e um simulador que será utilizado para fixar a idéia de que apenas imagens reais são projetáveis. No final, será apresentado o funcionamento de um projetor de cinema, dando ênfase aos fenômenos e elementos ópticos.
Introdução à aula:
Inicie a aula instigando os alunos a compreender como uma projeção de cinema funciona. Se possível, leve um retroprojetor e provoque-os a explicar qual a relação entre a imagem fornecida por um retroprojetor e a imagem de um projetor de cinema.
Figura 1: Retroprojetor e projetor de cinema
Disponível em: http://www.emule.com.br/lista.php?keyword=Eumig acesso em 12/09/2010
Disponível em: http://www.raccoeventos.com.br/orcamento.php acesso em 12/09/2010
Tendo o retroprojetor disponível, leve transparências para a aula, e mostre aos alunos o que acontece quando se afasta ou se aproxima a lente da base de projeção. Eles deverão perceber que não é para qualquer ponto que a imagem da transparência fica nítida.
Explique para os alunos que as imagens são caracterizadas através de uma comparação com o objeto utilizado. Uma mesma imagem possui três características que são levadas em conta: a natureza (real, imprópria e virtual), o tamanho (menor, igual ou maior) e a orientação da imagem (direita ou invertida).
É importante frisar com seus alunos que a imagem real (figuras 2, 3 e 4) é formada pelo cruzamento dos raios refratados enquanto a imagem virtual (figura 6) é formada pelo cruzamento dos PROLONGAMENTOS dos raios refratados. No entanto, se os raios refratados não se cruzarem (figura 5), não ocorrerá formação de imagem, o que para muitas literaturas é chamado de imagem imprópria. Também explique para eles que uma imagem direita (figura 6) quando permanece do mesmo lado do eixo principal, isto é, se o objeto está na parte de cima do eixo principal a imagem também estará na parte de cima. Já na imagem invertida (figura 2, 3 e 4), o objeto e a imagem ficam de lados opostos, isto é, se o objeto está do lado de cima do eixo principal, a imagem estará se formando do lado de baixo.
ATENÇÃO: Nas figuras 2, 3, 4, 5 e 6 considere que A é o antifoco, F é o foco, O é o centro óptico e que os raios sempre partem do objeto real que está a esquerda da lente. Vale lembrar que na imagem 6, o objeto e a imagem estarão à esquerda da lente, pois a imagem formada será virtual.
Figura 2: Objeto além do antifoco
Figura 3: Objeto sobre o antifoco
Figura 4: Objeto entre o antifoco e o foco
Figura 6: Objeto entre o foco e o centro óptico
As figuras 2, 3, 4, 5 e 6 estão disponíveis em http://www.objetivocatalao.com.br/geraldo/material/paies/etapa2/optica/Optica_Aula04.pdf acesso em 17/10/2010.
Formação de imagem em lentes convergentes
Você poderá separar os alunos em duplas e disponibilizar o recurso 1. Neste recurso, você encontra a definição de lentes convergentes, determinação do foco, conceito de distância focal, características das imagens formadas, a partir de um objeto real, em lentes convergentes e uma animação interativa em que o aluno pode aproximar ou afastar o objeto da lente convergente.
Recurso 1: Lentes convergentes
Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=28610 acesso em 12/09/2010
Atividade 1:
Com base na animação assistida no recurso 1, você poderá entregar as seguintes perguntas:
1) O que é uma lente convergente?
2) Como determinamos o foco de uma lente convergente?
3) O que é a distância focal?
4) Em que ponto e como ocorre a formação das imagens?
5) Onde deveria ser colocado um objeto para que ele tivesse seu tamanho aumentado o máximo possível?
6) Por que uma lente, quando olhamos através dela, produz a ampliação ou redução da imagem do objeto?
Caracterizando as imagens formadas por uma lente convergente
Depois que os alunos responderam as perguntas referentes ao recurso 1, disponibilize o recurso 2.
Recurso 2: Simulador de imagens em uma lente convergente
Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=16277 acesso em 12/09/2010
Neste recurso será possível realizar a projeção de imagens em um anteparo. Este recurso poderá dar aos alunos uma percepção melhor de como funcionam os projetores.
Atividade 2:
Neste recurso será realizada a caracterização das imagens formadas em uma lente convergente.
Os alunos deverão selecionar, no recurso 2, os itens: "marginal rays", "virtual image", "ruler" e colocar 0,3 em "curvature radius(m)". Caso eles queiram, podem modificar o objeto clicando em "change object". A orientação de colocar o raio de curvatura em 0,3 m é para facilitar a visualização das imagens formadas, mas isso não impede que você oriente-os a utilizar outros valores.
Figura 2: Imagem da atividade 2
Disponível em: http://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_en.html acesso em 12/09/2010
Desenvolva a familiaridade dos alunos com a ferramenta explicando que eles podem alterar a imagem formada mexendo no objeto ou na lente. A régua que apareceu no recurso quando foi selecionado "ruler" também pode ser movida.
Após a familiarização, peça para que eles determinem as características do objeto quanto a natureza, tamanho e orientação quando:
1) o objeto está a 180 cm da lente (para determinar está medida, basta utilizar a régua do recurso alinhando o seu último risquinho sobre o centro da lente e colocando o objeto no primeiro risquinho da régua);
2) o objeto está a 40 cm da lente;
3) sobre o foco;
4) entre o foco e a lente.
Atividade 3:
Neste recurso será possível simular o funcionamento de um projetor levando em consideração apenas a lente utilizada pelos projetores. Explique para seus alunos que a tela preta (localizada após a lente) representa a tela de projeção (que pode ser a parede, a tela de projeção de cinema, etc.).
Agora eles deverão selecionar os itens: "screen", "marginal rays", "virtual image", "ruler" e coloquem 0,3 em "curvature radius(m)". A orientação de colocar o raio de curvatura em 0,3 m é para facilitar a visualização das imagens formadas, mas isso não impede que você oriente-os a utilizar outros valores.
Figura 3: Imagem da atividade 3
Disponível em: http://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_en.html acesso em 12/09/2010
Aparecerá um projetor e uma tela para projeção. Desenvolva a familiaridade dos alunos com a ferramenta demonstrando que é possível mover o projetor, a tela de projeção e a lente. Explique para eles que a imagem do objeto projetado ficará nítida somente quando o anteparo for colocado no ponto de cruzamento dos raios refratados - visto que é neste ponto que ocorre a formação da imagem.
Após a adaptação dos alunos com o software, peça para que eles repitam as posições do objeto utilizadas na atividade 2 e anotem em que pontos serão possíveis ajustar a tela de projeção sobre o cruzamento dos raios refratados.
Peça para que eles respondam:
1) Quais características (natureza, tamanho e orientação) se repetiram para as imagens que puderam ser projetadas?
2) Com base na imagem formada pelo retroprojetor em sala de aula (maior, invertida e real) qual deve ser o ponto em que o objeto (transparência) deve ser colocado?
Projeção de cinema:
Apresente para os alunos o link "Como as coisas funcionam? (How Stuff Works?) –Como funcionam os projetores cinematográficos”:
http://lazer.hsw.uol.com.br/projetores-de-filmes.htm acesso em 12/09/2010
Figura 4: Componentes de um projetor cinematográfico
Disponível em: http://lazer.hsw.uol.com.br/projetores-de-filmes1.htm acesso em 12/09/2010
Você também pode apresentar os vídeos a seguir que trarão mais informações sobre o funcionamento dos projetores. Cada vídeo possui, em média, dois minutos de apresentação.
Como funcionam os projetores de cinema - parte 1: http://www.youtube.com/watch?v=qcP4a3d9UXA acesso em 12/09/2010
Como funcionam os projetores de cinema - parte 2: http://www.youtube.com/watch?v=fiBA_uIS6d0&feature=channel acesso em 12/09/2010
Projeção de Cinema: http://www.youtube.com/watch?v=uxuXau5DBl4&feature=related acesso em 12/09/2010
Atividade 4:
Agora peça para que os alunos identifiquem os fenômenos e os elementos ópticos presentes em um projetor. Monte, com eles, uma lista com os fenômenos que eles forem citando. É importante que não falte na lista a propagação retilínea dos raios, o fenômeno da refração, a natureza da imagem formada em um projetor e a posição da tela de projeção.
Você poderá utilizar também este vídeo em espanhol que possuí informações sobre lentes convergentes:
Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=r1pUipwSEsg&NR=1 acesso em 12/09/2010
Informações sobre os novos projetores de cinema e seu funcionamento:
Disponível em: http://www.gizmodo.com.br/conteudo/novos-projetores-de-cinema-oferecem-qualidade-de-imagem-superior acesso em 12/09/2010
Funcionamento do retroprojetor:
Disponível em: http://facilaprenderfisica.blogspot.com/2007/02/como-funciona-um-retroprojetor-o.html acesso em 12/09/2010
Os alunos poderão ser avaliados durante a participação nas aulas, principalmente na elaboração da lista dos fenômenos e dos elementos ópticos presentes em um projetor de cinema. Também é importante a entrega dos questionários referentes às atividades 1, 2 e 3.
Verifique se ficou claro para os alunos que apenas imagens reais são projetáveis.
Cinco estrelas 2 calificaciones
Denuncia opiniones o materiales indebidos!
21/09/2015
Cinco estrelasIncrivelmente util! Muito obrigada.
15/12/2012
Cinco estrelasMto bom