• Compreender a formação de imagens no interior de uma câmara escura.
• Compreender a relação entre tamanho do objeto e o da imagem formada na câmara escura.
• Determinar o diâmetro do Sol. 

• PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DA LUZ
• CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO.

1. Como Funciona uma Câmara escura.

Nesta etapa o professor deve discutir o funcionamento de uma câmara escura de orifício e como utilizá-la para determinar dimensões de objetos colocados a sua frente. 

 Figura 1. Formação de imagem numa câmara escura, imagem obtida do endereço: http://1.bp.blogspot.com/-C9KnBvOa5gw/TZx0kGfo3GI/AAAAAAAAAMg/dd8vC5bATQ0/s1600/camera32.gif

a) Exiba o roteiro "CÂMARA ESCURA" a seguir aos alunos, para que entendam e construam uma câmara escura.

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/opt10.htm

b) Uma outra construção pode ser feita baseando no filme Câmara Escura que está a seguir, neste vídeo o Beakman explica também o funcionamento dela.

http://www.youtube.com/watch?v=fVi8NhD8BAE&feature=related

c) No vídeo do Beakman há uma explicação para a construção da câmara escura de forma irreverente e criativa, porém na hora de explicar o fenômeno de formação da imagem há um erro no anteparo dentro da caixa, questione aos alunos onde há uma incoerência.

  Resposta esperada: Ao se traçar os raios que partem do objeto e passam pelo orifício até atingirem o anteparo dentro da caixa, estes devem se propagar em linha reta, uma vez que o meio é homogêneo. Na explicação do  vídeo uma pequena quebra na linha que vem de pontos inferiores do objeto é observado, o que não ocorre na prática. 

d) Distribua os exercícios abaixo para que os alunos após terem estudado discutam possível solução.

1)  A câmara permite que a parede onde é projetada a imagem seja movida, aproximando-se ou afastando-se do orifício.  Se o mesmo objeto for colocado a 50cm do orifício, para que a imagem obtida no fundo da câmara tenha o mesmo tamanho da anterior, 4cm, a distância que deve ser deslocado o fundo da câmara, relativamente à sua posição original, em cm, é de quanto?

2)  (UFSCAR) A 1 metro da parte frontal de uma câmara escura de orifício, uma  vela de comprimento 20cm projeta na parede oposta da câmara uma imagem de 4cm de altura.

 Um objeto de 4,0 m de altura é colocado a 2,0 m de uma câmara escura de orifício, que possui 20 cm de profundidade. Qual o tamanho da imagem formada no fundo da câmara escura? 

2. O Diâmetro do Sol

Nesta etapa, o professor irá mostra como é possível medir o diâmetro do Sol usando uma câmara escura.

a) Siga o roteiro proposto no Portal do Professor   no endereço:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/19406/src/dadosgerais.html

b)  Com este experimento prático é possível de forma simples,entender o fenômeno de propagação retilínea da luz, determinando assim o diâmetro do Sol.

c) Motivação do trabalho:

Questão Prévia

O Sol ilumina a Terra estando a 150.000.000 km de distância de nosso planeta. Você consegue imaginar quantas vezes o diâmetro do Sol é maior que o da Terra?

d) Este experimento tem três Etapas:
Etapa 1 - Construção da câmera de orifício

Etapa 2 - Medidas utilizando a câmera de orifício

Etapa 3 - Cálculo com auxílio da tabela

e) Veja a imagem do Sol projetada na figura a seguir, esta é uma das etapas do experimento:

Figura 2. imagem do Sol sendo projetada e representação da semelhança de triângulos usada nos cálculos. Imagem Obtida no endereço:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/19406/src/imagens/fig3a.jpg

 f) Mostre aos alunos que a equação acima pode ser obtida diretamente de uma análise de semelhança de triângulos. Observe a  figura 2.
g) Conhecendo a distância da Terra ao Sol,  a profundidade da caixa e o diâmetro da imagem do Sol, é possível obter facilmente o diâmetro do Sol.

Determinando o valor médio do diâmetro do Sol.

a) Cálculo com auxílio da tabela.

• Cada grupo deve realizar três medidas usando sua própia câmara escura.
• Transferir os valores para a tabela.
• Calcular para cada medida o diâmetro do Sol.
• Determinar  o valor médio , somando as os três resultados e dividindo por três.

Atenção:

• Fazer o experimento para medida do diâmetro do Sol, num dia com céu aberto, sem nuvens.
• Quando o aluno for projetar a imagem do Sol, oriente-o para que a imagem projetada do Sol seja circular.
• Use
  R = distância Terra-Sol = 150.000.000 km = 1,5x10⁸ km
  1 cm = 10^-5 km
  1 m = 10^-3 km

3. Usando a câmara

O Professor pode finalizar este estudo discutindo questôes relacionadas a câmara escura e mostrando as possibilidades dela ser usada com outros fins além de determinar o diâmetro do Sol.

a) Inicie esta atividade solicitando a discussão em grupo das seguintes questões do experimento prático de determinação do Diâmetro do Sol.

b) Após a discussão, cada grupo deve calcular o erro percentual.

c) Solicite ao grupo, que obteve um melhor resultado que faça uma exposição, ressaltando os cuidados que foram tomados para se obter uma medida de melhor qualidade e reduzir o erro .

Medindo com a Cãmara escura:

Nesta etapa, os alunos usarão a câmara escura para medir a altura de um edifício ou árvore, no ambiente externo.

• Peça a cada grupo de alunos para determinar, usando a câmara escura,  a altura de objetos de grandes dimensôes.
• Do lado de fora da escola, o professor orienta os alunos a determinarem a distância do orifício até o objeto, o p da figura 1. 
• A profundidade da caixa,  o p' .
• Medir o tamanho da imagem h .
• Calcular o valor da altura H do objeto usando a equação H = (hxp) /p' 
• Os alunos socializarão seus resultados e compararão com valores conhecidos.
• Faça várias medidas do mesmo objeto afim de comparar e verificar com dados corretos da altura. 

No endereço abaixo você aprenderá a construir uma câmara escura 

http://www.youtube.com/watch?v=aa2zFGiYb1Y&feature=related

• UTILIZAR UMA CÂMARA ESCURA PARA DETERMINAR A ALTURA DE OBJETOS.
• SABER COMO É FORMADA A IMAGEM NO INTERIOR DE UMA CÂMARA ESCURA. 
• UTILIZAR UMA CÂMARA ESCURA PARA DETERMINAR O DIÂMETRO DO SOL.