12/08/2009
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Ensino Fundamental Final | Ciências Naturais | Tecnologia e sociedade |
Ensino Médio | Física | Som, imagem e informação |
Principios básicos sobre lentes esféricas aplicados à visão. Miopia e hipermetropia.
Princípios básicos sobre luz (opcional):
a) como a luz se propaga;
b) reflexão da luz;
c) refração da luz.
Inicie a aula com uma demonstração de funcionamento de lente confecionada com materiais comuns: uma garrafa transparente fechada com água dentro (exemplo de construção disponível em http://www.youtube.com/watch?v=GJyPzoByUiI).
Com a garrafa deitada, os alunos deverão observar que a imagem dos objetos fica invertida.
Prossiga a aula perguntando aos alunos o que sabem sobre miopia. Em seguida, pergunte-lhes sobre hipermetropia.
Esses nomes são familiares a eles? Com frequência sim, pois alguns usam óculos e conhecem várias pessoas que os usam e demonstram interesse no assunto, comentando sobre quantos graus de miopia ou hipermetropia alguém possui.
O que são os "graus" que tanto se fala nas receitas de óculos? Proponha aos alunos que no laboratório de informática eles usarão um simulador para aviar uma receita. (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/1406/Web/labvirt/simulacoes/tempUpLoad/sim_otica_magoo.htm)
Ajude Mr. Magoo a ver o mundo com outros olhos
Professor, o simulador acima relaciona um termo muito conhecido de todos (os "graus" das receitas de óculos tem o termo técnico de "dioptria") e a distância focal. Considerando que a dioptria é o inverso da distância focal (D = 1/f), proponha que os alunos trabalhem em dupla (ou conforme conveniência), anotem em seus cadernos os valores propostos pelo simulador (esfericidade na receita médica) e os valores calculados para a distância focal.
À medida que terminam, os alunos devem escrever os dados no quadro da sala (organizados numa tabela) de modo que alunos com maior dificuldade possam entender o processo de cálculo.
Como são as lentes do óculos para corrigir a hipermetropia? Como uma lente forma uma imagem?
Ainda no laboratório de informática coloque essas duas perguntas aos alunos (escreva no quadro, se disponível). Comente que essas duas questões estão bem relacionadas e que usarão outro simulador para testarem como os raios de luz são refratados por lentes.
Os alunos observarão como a imagem muda quando ajustam a distância focal da lente; movem o objeto, a lente ou o anteparo.
Propõe-se o seguinte roteiro para os alunos:
1) Acesse o objeto
http://www.colorado.edu/physics/phet/simulations/lens/lens.swf. Nessa página você encontrará versão do simulador em vários idiomas (incluindo português) ou use o link abaixo:
2) Você pode alterar o objeto clicando no botão "Outro objeto" (Change Object). Também é possível usar o mouse para arrastar o objeto sobre o eixo principal.
3) Mude o "Raio de Curvatura" (curvature radius) para 0,65 m (65 cm).
4) Para melhor visualização, marque a opção "Principal rays" (Raios principais).
5) Adicione uma Régua (clique em "Ruler").
6) Clique e arraste a régua de modo que você possa medir "f", a distância entre a lente e o ponto focal (marcado com um "x"). As medições devem ser arredondadas para centímetro.
7) Mova o objeto para que ele se encontre em algum lugar entre "f" e "2f" a partir da lente. (Algo perto de 1,5 f seria bom para usar nessa primeira tentativa.)
8) Meça e anote a distância entre a lente e o objeto (Do). Faça isso colocando a borda esquerda da régua, no ponto do objeto e faça sua leitura a partir da linha no centro da lente.
9) Meça e registre a distância entre a lente e a imagem (Di). Faça isso colocando a borda esquerda da régua no ponto em que o menor raio incidente torna-se um raio refratado e leve a leitura a partir do ponto da imagem seta.
10) Aumente a distância entre a lente e o objeto em pelo menos 10 cm, e repita os passos 8-10 até ter completado 4 medidas diferentes.
11) Mude o "Raio de Curvatura" e/ou o "índice de refração" ("refractive index") da lente para criar uma lente diferente.
12) Repita os passos 6-11 com as novas lentes.
13) Repita os passos 6-10 com uma terceira lente.
Anote todos os seus resultados na tabela abaixo:
Experimento | (distância focal medida) | Do (distância objeto-lente) | Di (distância imagem-lente)f (distância focal calculada) | |
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 |
Na última coluna (distância focal calculada) coloque os valores obtidos ao usar a equação 1/f = 1/Do + 1/Di.
Compare os valores obtidos no experimento com os valores calculados. Eles são iguais? Discuta com seus colegas as possíveis causas de erro.
O simulador "Ajude Mr. Magoo..." sorteia vários valores diferentes, tornando-o mais interessante.
Caso algum dos objetos não esteja aparecendo ou funcionando (aparece uma tela branca), considere instalar em seu computador uma versão mais atual do flash player (http://get.adobe.com/br/flashplayer).
O experimento abaixo pode ser realizado também no laboratório de ciências (ou outro ambiente que possa ter a luminosidade controlada - a sala deverá estar suficientemente escura para poderem visualizar a imagem). O roteiro será o mesmo, substituindo o software por uma vela acesa (objeto) uma lente convexa (facilmente encontrada em lojas para presentes e outras), um anteparo (o anteparo ou tela pode ser feito com o próprio caderno do aluno) e uma régua ou trena.
Os alunos deverão colocar a vela e o anteparo afastados e posicionar a lente entre os dois de modo que a imagem formada no anteparo seja a mais nítida possível.
Complemente a aula pedindo aos alunos que pesquisem em que situações são usadas lentes. A pesquisa poderia iniciar por "lentes" em enciclopédias, inclusive a Wikipedia (http://pt.wikipedia.org/wiki).
Uma simulação complementar está disponível em http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=19376.
Nome | Tipo |
---|---|
Ajude Mr. Magoo a ver o mundo com outros olhos | Animação/simulação |
Óptica geométrica | Animação/simulação |
Geometric optics | Animação/simulação |
Avalie os resultados obtidos pelos alunos com seus respectivos comentários na forma de um relatório.
Cinco estrelas 1 calificaciones
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05/11/2014
Cinco estrelasGrande idéia. Uma aula que vai despertar o interesse pelo,assunto. Parabéns colega.