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O acelerador de partículas LHC

 

03/02/2010

Autor e Coautor(es)
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Eziquiel Menta

CURITIBA - PR

SECRETARIA ESTADUAL DE EDUCAÇÃO

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ARNOLDO BRASILIO FILHO

CURITIBA - PR

SECRETARIA ESTADUAL DE EDUCAÇÃO

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ROSANGELA MENTA MELLO

CURITIBA - PR

SECRETARIA ESTADUAL DE EDUCAÇÃO

Rosângela Menta Mello

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Equipamentos elétricos e telecomunicações
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
Compreender o princípio de funcionamento e as possibilidades de uso do LHC
Duração das atividades
Uma aula de 50 minutos
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Noções básicas de eletricidade e eletromagnetismo para compreensão do funcionamento do acelerador.
Estratégias e recursos da aula

Prática social inicial

O professor pode iniciar a aula indagando aos alunos se já conhecem algo sobre o acelerador de partículas LHC, construído na Europa, se já leram algo a respeito e conhecem o princípio de funcionamento. Para inicio de estudo peça para que visitem o site Globo.com: LHC já está ligado: Disponível em<http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL753983-5603,00-LHC+JA+ESTA+LIGADO+MAS+RESULTADOS+SO+DEVEM+VIR+PARA+VALER+EM.html> acessado em 17/09/2009

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Após indagar os alunos, apresente algumas características sobre o funcionamento do LHC, explorando aspectos do seu funcionamento e das possibilidades de utilização para o desenvolvimento da ciência. Algumas questões podem ser apresentadas aos alunos: 

  • Como funciona o LHC? 
  • Qual a importância para o desenvolvimento de novas tecnologias? 
  • Quais os benefícios ele pode trazer? 
  • Existe algo semelhante ao LHC no Brasil?

 

 

O LHC (LARGE HÁDRONS COLIDER), grande colidor de hádrons ou superacelerador, é um projeto desenvolvido na Europa com o objetivo de auxiliar no estudo de partículas elementares, utilizando um gigantesco túnel em forma circular com 27 kms de comprimento. Um feixe de partículas é gerado e acelerado pelo túnel a velocidades próximas as da luz, para conseguir isto o LHC é dotado de anéis magnéticos que direcionam o feixe de partículas, composto de prótons para a colisão com outro feixe. Com isso espera-se a descoberta de partículas elementares. Acreditava-se que o próton, o elétron e o neutron eram partículas elementares, que não eram constituídas por outras partículas, porém com a avanço da ciência descobriu-se que elas eram formadas por partículas ainda menores, os quarks. Com o LHC espera-s e comprovar a existência do bóson de higgs, uma partícula ainda não observada experimentalmente, mas que serviria para validar todo o modelo de partículas descrito na ciência dos dias de hoje, e forneceria dados para melhorar a compreensão da origem do universo, pela sua importância e ligação com a origem do universo é chamada por alguns de "Partícula de Deus".

 

LHC - IMAGEM AÉREA


LHC: Imagem aérea: Imagem disponível em: < http://www.blogadao.com/wp-content/uploads/2008/09/lhc3.jpg> acessado em 17/09/2009.  

Na imagem temos uma vista aérea que compreende a posição onde se encontra o LHC, possui 27 km de circunferência e está localizado na fronteira entre Suíça e França.

 

Para saber mais sobre o acelerador de partículas LHC, podemos consultar os seguintes sites:

 

 

Notícia sobre a participação do Brasil nas pesquisas do LHC.

 

Neste vídeo do site youtube, o LHC é apresentado por um repórter da BBC.

Youtube: Acelerador LHC é acionado: Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=ZHk5stKMcXE> acessado em 17/09/2009. 

       

No laboratório de informática, peça para os alunos, em grupo de 3 estudantes,  realizarem uma pesquisa sobre o acelerador de partículas LHC, os resultados dessas pesquisas pode ser postado em um blog, dessa forma a pesquisa pode ser registrada pelo aluno, facilitando a sua consulta e incentivando outros colegas discutirem o tema. 

  

Após o resultado das pesquisas em buscadores na web, os estudantes podem trabalhar com fotos, reportagens, artigos de novas pesquisas e vídeos, para serem compartilhados no blog, no edital da escola ou da sala de aula. Este tipo de pesquisa desperta grande interesse dos alunos. 

         

Professor, sugira a leitura do seguinte vídeo disponível no portal do professor, comente a interação do campo magnético em partículas carregadas, que torna possível  o direcionamento do feixe dentro do LHC.

Portal do Professor. De onde vem a energia elétri ca? Campo magnético ger ado por uma corrente. Disponíve l em: < http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=1244> acessado em 17/09/2009.

  • Objetivo: Compreender o conceito físico de campo magnético gerado por corrente elétrica e suas aplicações no motor elétrico
  • Descrição: Com o auxilio de uma bússola, mostra-se a presença do campo magnético gerado por uma corrente elétrica, a intensidade do campo magnético. Mostra também o campo magnético gerado por uma espira e o motor elétrico como uma das aplicações do campo magnético
  • Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=1244
Roteiro de discussão:

1 – Como funciona a influência do campo magnético na corrente elétrica?
2 -  No LHC, grandes imãs direcionam o feixe de partículas no anel, qual a relação com a experiência de Oersted?
  

Levar os alunos expressarem o seu entendimento sobre o tema proposto, com pelo menos os seguintes conceitos abaixo:

  • O LHC(Large Hadron Colider) é um grande experimento desenvolvido para auxiliar nas pesquisas relacionadas com partículas fundamentais, pode trazer grande avanço para a ciência e nos ajudar a conhecer melhor a origem do universo.
  • Trata-se de um colisor de partículas, em forma de um anel com 27 km de diâmetro, instalado a 100 metros abaixo da terra, na fronteira entre a Suíça e a França. 

   

Abrir uma discussão com a turma, no sentido de que expressem sua opinião de como podemos contribuir para a efetivação de atitudes de preservação no planeta, partindo do princípio que apenas agora temos a oportunidade de testar as teorias sobre a evolução do universo, e conseqüentemente, sabendo mais sobre a evolução de nosso planeta. Analisando as pesquisas, seria possível fazer uma projeção do tipo de energia que poderia ser produzida pelo LHC, sem utilizar os demais recursos do planeta? Como as experiências científicas podem mudar a forma de exploração dos recursos naturais sem haver poluição?

Referências utilizadas:

Recursos Complementares

Inovação Tecnológica: Professores Brasileiros farão curso no CERN: Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=professores-brasileiros-curso-cern-lhc&id=030175090827> acessado em 17/09/2009

Avaliação
A avaliação pode ser realizada através das postagens nos blogs produzidos pelos alunos; após essa avaliação prévia, o professor pode realizar uma discussão em grupo com os alunos, através de perguntas sobre o tema o professor pode avaliar o conhecimento adquirido, propor novas atividades e pesquisas se necessário; esclarecer dúvidas ou erros conceituais.
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