O funcionamento das lentes;

Especificar o tipo de lente adequado para cada tipo de dificuldade da visão humana; e

Os demais equipamentos que utilizam lentes.

Aproximadamente 100 minutos, duas (2) aulas.

* Óptica geométrica.

As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;

• Aula conceitual;

• Uso do Laboratório de Informática ou Sala de Vídeo, pois os recursos propostos poderão ser salvos em CD.       

Motivação:  

O professor deverá iniciar a aula estimulando a curiosidade dos alunos sobre o tema a ser estudado (Ondulatória), fazendo a seguinte pergunta a eles:      

"Se um bulbo de uma lâmpada incandescente comum (Fig. 1), estiver cheio de água, pode-se ser considerado uma lente? Se puder, qualidades ou defeitos essa lente apresentará?"      

Figura 1 – Lâmpada.

Imagem disponível em: http://chandelierlux.files.wordpress.com/2010/01/incandescente1.jpg?w=300&h=499. Acesso em: 04 Nov. 2010             

Questione-os sobre o formato das lentes, pergunte qual o principal motivo da lente aumentar ou diminuir as imagens.   

Após ouvir as opiniões dos alunos, o professor deverá dizer que eles poderão responder esta pergunta, baseando-se nos conceitos físicos, durante o desenvolvimento desta aula.      

Observação: Para a realização da próxima atividade, os alunos deverão estar organizados em grupos de quatro integrantes.

Atividade 1  

Dando prosseguimento à aula, neste momento, o professor deverá exibir aos alunos o vídeo “Novo Telecurso - Ensino Médio - Física - Aula 33 (2 de 2)”, conforme postado abaixo, o qual demonstrará o conceito de refração e lentes. O vídeo (Fig. 2) tem duração de 5 minutos e 48 segundos.      

Link do Vídeo:  “Novo Telecurso - Ensino Médio - Física - Aula 33 (2 de 2)” http://www.youtube.com/watch?v=7yyLjl5gNeo&feature=related Acesso em: 04 Nov. 2010      

Figura 2 – Imagem do vídeo “Novo Telecurso - Ensino Médio - Física - Aula 33 (2 de 2)”.      

Sugestões: O professor, se preferir, poderá gravar o vídeo em DVD e apresentá-lo aos alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.     

Após a apresentação do vídeo, o professor deverá promover uma discussão com os alunos acerca do conteúdo deste, de forma que eles possam perceber as relações entre a refração da luz e as lentes e descobrir quais tipos de lentes são encontradas no nosso cotidiano. Para isto sugerimos o roteiro abaixo.      

Roteiro de Discussão:

• O que você compreendeu do vídeo?
• O que é a refração da luz e como ela está relacionada com as lentes?
• Que tipos de lentes são estudadas na Física?
• Qual a diferença entre uma lente convergente e uma lente divergente?
• Qual a utilidade das lentes?
• O bulbo da lâmpada com água forma um meio que refrata a luz? Está lente obedece ao estigmatismo de Gauss?   

Os alunos deverão primeiramente discutir estas questões em grupo -  escrevendo as suas respostas numa folha de papel e, então, compartilhar com a sala de aula estas informações.    

Observamos que este momento é importante tanto para socializar informações entre os alunos, como também para corrigir conceitos errôneos, esclarecer dúvidas, além de possibilitar trabalhar a competência oral dos alunos!         

Neste momento retome a questão inicial (do bulbo da lâmpada incandescente com água) e favoreça com que os alunos compreendam que, como o bulbo é um meio transparente com uma superfície esférica ou curva, esse bulbo é uma lente, mas que não segue as condições de estigmatismo de Gauss (condições para que uma lente seja estudada utilizando as equações da Óptica). A irregularidade da sua superfície - o bulbo da lâmpada não foi construído para essa finalidade -, bem como sua espessura, provoca aberrações ou deformações na imagem ⁽¹⁾.   

Atividade 2 

Neste momento, o professor deverá pedir para que os alunos explorem o recurso – “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”, conforme postado abaixo. O referido recurso possibilita uma interação com alguns tipos de lentes e suas funções. Destacamos ainda, que o recurso se trata de um Objeto de Aprendizagem (OA) – que são ferramentas auxiliares no processo de ensino e aprendizagem de conceitos disciplinares, disponíveis na Internet (BECK, 2002 apud WILEY, 2002).            

Recurso: Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos

Link do Recurso no Portal do Professor: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=1406         

Observação: Cada dois integrantes do grupo deverão utilizar um computador e, mesmo estando em duplas, é importante que todos os alunos possam ter a oportunidade de explorar o recurso e que venham a ter um tempo razoável para isto - sugerimos um tempo de quinze minutos.           

Inicialmente será exibida a tela inicial do OA (Fig. 3).         

Figura 3 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Os alunos deverão selecionar o item “iniciar” no menu inferior da tela do recurso (Fig. 4).       

Figura 4 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Neste momento, o aluno visualizará uma situação problema indicada pelo OA (que tipo de lente é utilizada para se enxergar de perto), devendo continuar clicando na seta encontrada na parte inferior do recurso (Fig. 5) para dar continuidade a exploração do OA, pois iremos analisar e concluir qual é o tipo de lente é ideal para uma pessoa com dificuldade de enxergar de perto e qual é o nome deste tipo de dificuldade.   

Figura 5 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Oriente com que os alunos respondam a questão sugerida pelo recurso (Fig. 6), pois está é continuação da situação-problema indicada no começo do recurso.   

Figura 6 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Continuando, o recurso proporá uma nova questão (Fig. 7) – sobre o tipo de lente à ser usada por uma pessoa com hipermetropia. Permita com que os alunos descubram sozinhos (sem a ajuda do professor) a resposta.   

Figura 7 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Em seguida, oriente os alunos a prosseguirem a exploração do recurso, selecionando a opção “Agora vamos analisar a receita do oftalmologista” (Fig. 8). Neste item iremos calcular o foco de uma lente, utilizando sua esfericidade.   

Figura 8 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.     

Favoreça com que os alunos compreendam o que está sendo representado no recurso, ou seja, dados sobre o valor da esfericidade da lente (curvatura da lente), pois este será utilizado para calcular o valor do foco da lente.   

Feito isto, eles deverão prosseguir com a exploração do recurso, clicando na seta na parte inferior deste (Fig. 9).   

Figura 9 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.   

Com os valores da esferidade de cada olho, o aluno deverá calcular o valor da distância focal para cada olho (Fig. 10). Ressalte que para calcular o valor da distância focal é necessário fazer a seguinte operação matemática: dividir um (1) pelo valor da esfericidade de cada olho, pois para cada olho temos um valor de esfericidade.    

Figura 10 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.    

Continuando a exploração do recurso, uma nova situação problema será visualizada – nesta situação o personagem do recurso está com dificuldade de enxergar palavras a longas distâncias - e os alunos deverão tentar respondê-la corretamente (Fig. 11), como foi feito na primeira situação.   

Figura 11 – Imagem do recurso “Ajude Mr. Magoo a observar o mundo com outros olhos”.    

Para conclusão desta atividade e aperfeiçoamento do conceito estudado (Lentes), sugerimos a promoção de uma discussão, em aula aberta, com os alunos sobre o recurso explorado. Abaixo sugerimos algumas questões para nortear este momento.         

Questões sugeridas:

• O que foi observado na execução do Objeto de Aprendizagem?
• Qual a dificuldade de uma pessoa míope e hipermetrope?
• Quais lentes são utilizadas para cada tipo de dificuldade visual?
• Qual a relação da distância focal de uma lente e a esferidade?   

Favoreça com que os alunos compreendam que a lente convergente é utilizada para corrigir a deficiência na visão das pessoas com dificuldade de enxergar de perto, ou seja, hipermétropes. Já a lente divergente é utilizada para corrigir a deficiência na visão das pessoas com dificuldade de enxergar de longe, ou seja, míopes. A distância focal de uma lente é inversamente proporcional ao valor da esfericidade ou vergência da lente.   

Atividade 3  

O professor poderá fazer os seguintes questionamentos aos alunos:

“É possível queimar papel com lente divergente (Fig. 12)? Por quê?”.   

Figura 12 – Lente focalizando raios luminosos.

Imagem disponível em: http://www.fisicaevestibular.com.br/images/optica12/image092.jpg. Acesso em: 04 Nov. 2010    

Na discussão da pergunta feita acima, sugerimos que o professor dê algumas pistas, de forma a estimulá-los a discuti-la, conforme roteiro abaixo.

• Radiação solar concentrada em um único ponto, pode queimar um papel?
• Qual a diferença de uma lente convergente para uma divergente?   

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, não é possível queimar um papel com uma lente divergente, pois o que possibilita a queima do papel é a concentração da radiação solar em uma pequena região (a imagem do sol); daí a necessidade de se utilizarem lentes convergentes. Em vez de concentrar, as lentes divergentes dispersam a radiação e reduzem o aquecimento do papel ⁽²⁾.     

Referências Bibliográficas 

1. Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. P. 295, 2008.
2. Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. P. 298, 2008.

Teoria e experimentos:

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Lentesesfericas/lentesesfericas.php   

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento das atividades e peça para que os grupos pesquisem na internet e em livros, quatro (4) equipamentos que utilizem lentes esféricas. Informe aos alunos que eles deverão apresentar o que foi pesquisado na próxima aula.