26/08/2010
Bruno Pagliarani Mattiazzo e Erwin Doescher
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo | Ciências Naturais | Visões de mundo |
Ensino Médio | Física | Oscilações, ondas, óptica e radiação |
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo | Ciências Naturais | Terra como espaço para a vida |
Ensino Médio | Física | Calor, ambiente e usos de energia |
* Conceituar o que é um Corpo Negro;
* Qual a sua importância para o estudo da Física; e
* Discutir: a luz contém Energia?
* Ondas;
* Termodinâmica.
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.
Tabela 1 – Lista de Materiais
Materiais |
Comentários |
Duas latas de alumínio. |
Idênticas. De refrigerante. |
Tinta preta e branca. |
Tinta propicia para pintar as latas. |
Dois termômetros. |
Que comecem a marcar a temperatura a partir do zero (0) °C. Encontrado em lojas de utensílios hospitalar. |
Uma lâmpada incandescente. |
De 100 W com um interruptor. |
Motivação:
O professor deverá estimular a curiosidade dos alunos sobre o tema a ser estudado (Radiação Térmica), perguntando:
"Por que quando aproximamos nossa mão da parte metálica do ferro de passar roupas, sentimos uma temperatura elevada quando ligado? E por que determinados materiais quando aquecidos emitem luz (exemplo: metal a alta temperatura)?"
Figura 1 – Mão próxima de um ferro de passar roupas.
Imagem disponível em: http://www.moderna.com.br/moderna/didaticos/em/fisica/fundamentos/temas/radiacao_corpo_negro.pdf. Acesso em: 22 Jul. 2010.
Após ouvir as opiniões dos alunos, questione-os sobre a emissão de ondas eletromagnéticas, pois uma das formas de transmissão de calor é a radiação. Em seguida, informe aos alunos que no decorrer destas aulas eles poderão responder estas questões.
Atividade 1
Dando prosseguimento a aula, o professor deverá reunir os alunos na sala de vídeo e exibir o recurso, postado abaixo, que trata de um vídeo “Introdução à Física Quântica”, com duração de 9 minutos e 53 segundos.
Recursos: Introdução à Física Quântica (1) (Fig. 2)
Link do Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=wFO46RTjeXg Acesso em: 22 Jul. 2010
Figura 2 – Imagem do vídeo “Introdução à Física Quântica”.
Imagem do vídeo “Introdução à Física Quântica (1)”
Sugestão: o professor poderá gravar o vídeo em DVD e apresentar este para os alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.
Após a apresentação do vídeo promova uma discussão sobre o conteúdo deste, entre todos os alunos da sala. Abaixo sugerimos um roteiro para nortear este momento.
Roteiro de discussão:
Favoreça com que os alunos compreendam que no vídeo é apresentado o estudo inicial da Física Quântica, onde é possível aprender a emissão e absorção de radiação térmica.
Essa explicação inicial sobre a Física Quântica, apresentada no vídeo, será fundamental para a compreensão do estudo dos Corpos Negros, pois esses corpos absorvem mais radiação eletromagnética do que outros tipos de corpos.
Atividade 2
Neste momento, o professor deverá realizar uma atividade experimental que aborda a verificação do atrito em algumas situações. Sugerimos que o professor oriente os alunos a se dividirem em grupos de três (3) integrantes para a realização desta atividade.
Recurso:
Este experimento visa demonstrar que a luz contém energia - chamada de energia eletromagnética (EM) - e que esta pode ser emitida ou absorvida pela matéria.
Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:
Figura 3 – Latinhas pintadas.
Imagem: do autor.
Figura 4 – Latinha com o termômetro.
Imagem: do autor.
Figura 5 – Experimento montado.
Imagem: do autor.
Após o término do experimento, o professor deverá entregar as seguintes perguntas aos grupos, para que eles discutam e respondam inicialmente entre si, e depois compartilhem suas respostas com os demais alunos da sala
a) Qual das latinhas se aquece mais rapidamente?
b) A lata que aquece mais rápido é a que esfria mais depressa?
c) Qual das latas reflete mais luz?
d) Qual das latas irradia mais luz?
e) Qual das latas transforma mais luz em calor?
f) O que vocês acham que ocorre com a luz que incide na lata preta?
g) O que vocês acham que acontece com a grande parte da energia que a Terra recebe do Sol em forma de luz visível?
O professor deverá discutir com os alunos as questões elencadas acima, bem como a questão proposta na motivação (do ferro de passar e do aquecido dos metais), e favorecer com que eles compreendam que todo corpo emite e absorve luz. Isso acontece porque todo corpo converte energia térmica (ou interna) em radiação eletromagnética (luz). A essa luz emitida chamamos de radiação térmica. Quanto maior a temperatura do corpo, maior a quantidade de luz por ele emitida. E quanto maior a quantidade de luz absorvida, para que o corpo mantenha constante sua temperatura, mais luz ele também terá que emitir. Se uma superfície é negra, por exemplo, isso significa que ela absorve mais luz do que uma superfície branca, tendendo a esquentar-se mais rapidamente. Ao se tornar mais quente, a superfície negra também tende a emitir mais luz.
Portanto, um corpo com uma superfície negra pode ser chamada de Corpo Negro, e este, absorve mais radiação térmica do que qualquer outro corpo cuja superfície é de outra cor.
Atividade 3
Continuando a aula, nesta atividade serão trabalhados conceitos (radiação térmica) relacionados ao Corpo Negro e a Física Quântica.
Neste momento, estando os alunos organizados na sala de informática, peça para que cada grupo faça pesquisas na Internet, e em livros de Física, sobre um dos itens sugeridos abaixo.
Temas a serem pesquisado:
Para a realização da pesquisa, abaixo sugerimos alguns sites.
http://efisica.if.usp.br/moderna/mq/
http://www.fisica.net/quantica/
http://www.infoescola.com/fisica/quantica/
http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1686u47.jhtm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corpo_negro
http://www.moderna.com.br/moderna/didaticos/em/fisica/fundamentos/temas/radiacao_corpo_negro.pdf
http://www.infoescola.com/fisica/radiacao-do-corpo-negro/
http://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm
Após a realização da pesquisa, o professor deverá pedir que os grupos façam, conjuntamente, um Jornal Mural (Fig. 6), que terá como tema "Física Quântica e os Corpos Negros". Para isto, os grupos deverão apresentar, oralmente, o resultado de suas pesquisas e, tendo sido esclarecidas as dúvidas que acaso existam, confeccionem, sob supervisão e acompanhamento do professor, o Jornal Mural.
Figura 6 – Jornal Mural.
Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/5013/imagens/_layout.jpg. Acesso em: 05 Ago. 2010
O Jornal Mural deverá, ao término, ficar exposto num dos corredores da escola. As informações a serem colocadas neste jornal deverão ser aquelas pesquisadas e discutidas no decorrer destas aulas, como, por exemplo: a explicação dos Corpos Negros e a sua relação com a Física Quântica. Ressaltamos que, estes murais deverão conter figuras e textos explicativos sobre o tema proposto.
Observamos que para maiores detalhes de como se faz um Jornal Mural, acessem a aula "Escrevendo e lendo com o jornal mural" (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=5013. Acesso em: 05 Ago. 2010)
Sugestão:
Considerando que a história da Física é muito importante, pois nos mostra como grandes pensadores descobriram suas fórmulas, princípios e leis, e que ela (a história da Física) ainda é pouco conhecida por alunos, sugerimos alguns sites, que versam sobre Max Planck e a História de Física, para que os alunos façam pesquisas. Após a pesquisa, sugerimos que os alunos apresentem o que aprenderam sobre Arquimedes e a História da Física através de seminários.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Max_Planck
http://www.algosobre.com.br/biografias/max-planck.html
http://www.coladaweb.com/fisica/ondas/max-planck-e-o-quantum
http://www.infoescola.com/biografias/max-planck/
http://www.scribd.com/doc/11057792/Max-Planck-Uma-revolucao-na-fisica
http://www.infopedia.pt/$max-planck
É importante observarmos que Max Karl Ernst Ludwig Planck (Fig. 7) foi um grande físico, abrindo caminho para o que hoje conhecemos como Teoria Quântica. Os primeiros trabalhos de Planck foram sobre termodinâmica. Também publicou trabalhos sobre a entropia, termoeletricidade e na teoria das soluções diluídas (1).
Figura 7 – Max Planck.
Imagem disponível em: http://static.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/03/max-Planck.jpg. Acesso em: 22 Jul. 2010
Sugerimos ainda, que o professor estimule os alunos a pesquisar em outros grandes cientistas, principalmente aqueles emprestaram seus nomes para algum princípio, lei etc.
Referências Bibliográficas
Nome | Tipo |
---|---|
Corpo negro | Experimento prático |
Teoria e experimentos:
http://www.brasilescola.com/fisica/o-nascimento-mecanica-quantica.htm
Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento das atividades e peça para que os grupos pesquisem na internet e em livros dois (2) equipamentos que utilizam este conceito do “Corpo Negro” para seu funcionamento e expliquem um deles na próxima aula.
Cinco estrelas 1 calificaciones
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06/03/2012
Cinco estrelasAchei o artigo bastante criativo e excelente para a actividade docente.