UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEAR

DANIELE BARROSO DE SOUSA

UM CURSO DE TICA BASEADO EM

EXPERIMENTOS

FORTALEZA - CEAR

2010

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DANIELE BARROSO DE SOUSA

UM CURSO DE TICA BASEADO EM

EXPERIMENTOS

Monografia apresentada ao Curso de Graduao em Fsica do Centro de Cincias e Tecnologia, da Universidade Estadual do Cear, como requisito parcial para obteno do grau de graduada em Licenciada de Fsica. Orientador: Prof. Mes. talo Pereira Bezerra.

FORTALEZA CEAR

2010

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S725c Sousa, Daniele Barroso de. Um curso de tica baseado em experimentos / Daniele Barroso de Sousa. Fortaleza, 2010. 59p; il. Orientador: Prof. Mes. talo Pereira Bezerra. Monografia (Graduao em Fsica) Universidade Estadual do Cear, Centro de Cincias e Tecnologia. 1.Ensino de Fsica experimentos. 2.tica geomtrica.

I. Universidade Estadual do Cear, Centro de Cincias e Tecnologia.

CDD: 535

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DANIELE BARROSO DE SOUSA

UM CURSO DE TICA BASEADO EM EXPERIMENTOS

Monografia apresentada ao Curso de Fsica do Centro de Cincia e Tecnologia da Universidade Estadual do Cear, como requisito parcial para a obteno do grau de graduado em Licenciatura de Fsica.

Aprovada em: 27/ 08/ 2010

BANCA EXAMINADORA

Prof. Mes. talo Pereira Bezerra. (Orientador)

Universidade Estadual do Cear

Prof. Mes. Silvia Helena Roberto de Sena.

Universidade Federal do Cear

Prof. Mes. Joo Philipe Macedo Braga

Universidade Federal do Cear

5

Dedico essa monografia a minha

famlia, a minha me Rita Barroso e

minha irm Tamires Barroso.

6

AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeo a Deus pelo dom da vida, por seu amor e fora que

me sustenta.

Agradeo a minha famlia pelo apoio constante e pacincia

Ao Gleydson Amncio pelo amor que me dedica, companheirismo, amizade e

cumplicidade.

A todos os meus amigos que sem os quais eu nada seria. Em particular os

que contriburam de alguma forma para que esse trabalho fosse realizado;

Janilson, Kelly e Nathalia.

Ao meu Orientador Prof. Mes. talo Pereira Bezerra, que aceitou gentilmente

orientar esse trabalho e foi crucial para que ele fosse concludo.

A Prof. Mes.Mnica Figueiredo Lenz Cesar por sua dedicao enquanto

minha professora.

Aos meus amigos de graduao que me auxiliaram durante todo o curso.

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RESUMO

Visando oferecer alternativas para um ensino de Fsica mais contextualizado e atravs de atividades prticas que buscam revigorar o curso de tica, relacionou-se uma lista de experimentos que podem ser realizados na sala de aula com materiais de fcil acesso mesmo para os estudantes. A construo e o oramento de instrumentos ticos, experincias no mbito da tica geomtrica e a construo de uma luneta com materiais de baixo custo so citadas, atividades que podem ser realizadas pelos prprios alunos, visando participao ativa dos mesmos. Palavras chaves: Ensino de Fsica experimentos; tica geomtrica.

8

Que teu corao deposite toda a sua confiana no Senhor!

No te firmes em tua prpria sabedoria!

Sejam quais forem os teus caminhos, pensa nele, e ele aplainar tuas sendas.

Provrbios 3, 5

9

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Crculo 1 e crculo 2 para o projetor 22

Figura 2 Cartolina encaixada na lanterna formando o projetor 23

Figura 3 Material para o projetor 23

Figura 4 Projetor e a reflexo da luz 23

Figura 5 Parte lisa da canaleta que serve de base para o trilho tico 24

Figura 6 Lentes, anteparo e fonte de luz do trilho tico 25

Figura 7 Trilho tico pronto 25

Figura 8 Obstculo feito com a cartolina ou papelo 26

Figura 9 Disco de Newton com as cores primrias 30

Figura 10 Disco de Newton e a composio da luz 30

Figura 11 Raios de luz na reflexo 31

Figura 12 Leis da reflexo 32

Figura 13 Espelhos cncavo e convexo 35

Figura 14 Raios de refrao 38

Figura 15 Lente convergente 40

Figura 16 Lente divergente 40

Figura 17 ngulo limite 41

Figura 18 Esquema de raios de luz presentes na luneta astronmica 45

Figura 19 Parte do material da luneta 46

Figura 20 Canos de pvc para o corpo da luneta 47

Figura 21 Colando a fita dupla face 48

Figura 22 Colando o papel veludo na dupla face 48

Figura 23 Medindo para fixar o trip 49

Figura 24 Corpo da luneta 49

Figura 25 Encaixando a lente objetiva, o diafragma e o anel de borracha 50

Figura 26 Diafragma 51

Figura 27 Lentes oculares 51

Figura 28 Binculo desmontado 52

Figura 29 Encaixando o trip 53

Figura 30 Luneta 53

10

LISTA DE FIGURAS 09

1. INTRODUO 11

1.1. Ensino de Fsica no Brasil 11

1.2. O ensino de Fsica na educao bsica 13

1.3. A experimentao na Fsica 14

1.4 O ensino de tica na educao bsica 18

1.4.1 Material didtico 19

1.5 A importncia do ensino de tica 19

2. PROPOSTAS EM ENSINO DE TICA 21

2.1 Instrumentos para realizao de experincias 21

2.1.1 Um projetor de feixe de luz 22

2.1.2 Trilho tico 23

2.2 Princpio da propagao da luz 26

2.2.1 Cmara escura de copo plstico 27

2.3 Princpio da independncia dos raios de luz 28

2.4 Princpio da reversibilidade dos raios de luz 28

2.5 Cores e luz 29

2.5.1 Disco de Newton 29

2.5.2 Filtro de cores 30

2.6 Reflexo da Luz 31

2.6.1 As leis da reflexo 32

2.6.2 Formao de imagens no espelho plano 33

2.6.3 Associao de espelhos 34

2.6.4 Espelhos esfricos 35

2.7 Refrao 37

2.7.1 ndice de refrao 37

2.7.2 Lentes esfricas (feixes de luz) 39

2.7.3 Lentes esfricas (imagens) 40

2.8 Reflexo total 41

3 EXPERIMENTO 43

3.1 Conceitos Fsicos presentes 44

3.2 Construo da Luneta 47

CONCLUSO 54

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 56

SUMRIO

11

1 INTRODUO

1.1 Ensino de Fsica no Brasil

Nos ltimos anos tem sido debatido por pesquisadores, professores e

alunos a necessidade de um ensino de Fsica renovado e reformulado. Bezerra et al.

(2009) diz que h uma sutil evoluo no ensino-aprendizagem de Fsica, que busca

ficar mais prximo da realidade dos alunos e assim mais compreensvel. Esta

preocupao com a melhoria do ensino pode ser observada em diversas

publicaes (ALVES, 2006; ARAJO e ABIB, 2003; ROBERTO, 2009; ROSA e

ROSA, 2007). Como consequncia desta preocupao, pode-se observar uma

reformulao dos livros didticos que esto mais contextualizados e com uma

linguagem mais clara e objetiva. No entanto essa mudana insuficiente, visto que o

ensino no Brasil baseia-se no livro didtico e em aulas expositivas com a utilizao

somente de quadro e pincel.

Segundo Moreira (2000), desde 1950 a atividade experimental ligada ao

ensino considerada essencial ao aprendizado, mas ainda hoje o referencial usado

continua sendo o livro didtico. De fato, outro problema do ensino de Fsica no Brasil

est diretamente ligado ao fato desta cincia ser experimental. Isto implica na

necessidade de uma infra-estrutura laboratorial adequada e de um projeto curricular

voltado para a experimentao.

No Brasil esse debate vem aflorando cada vez mais e levantando

questes de como vem sendo o ensino de Fsica desde o ensino fundamental at o

nvel superior. Diversos projetos curriculares foram criados visando renovar os

currculos antigos, buscando um ensino mais experimental e menos livresco, no

entanto esses projetos no mostraram resultados realmente eficazes, por s

tratarem de como ensinar fsica e no tratar de como aprender Fsica. Ensino e

aprendizagem so interdependentes; por melhor que sejam os materiais

instrucionais, do ponto de vista de quem os elabora, a aprendizagem no uma

consequncia natural. (MOREIRA, 2000)

Os problemas educacionais hoje no Brasil so consequncias inerente da

herana cultural e educacional da colonizao portuguesa (DIOGO e GOBARA,

2007), todo o sistema escolar que temos hoje traz essa carga histrica. Boa parte

desse sistema deve-se aos jesutas, onde prevalecia a educao humanstica, que

12

se focava na alfabetizao e na doutrinao crist, no se preocupando com as

cincias experimentais (ALMEIDA JUNIOR, 1979).

Ainda conforme o autor, o ensino no Brasil nunca teve como prioridade a

educao cientfica e tecnolgica. Desde a poca da colnia, perodo onde a

primeira escola foi fundada na Bahia em 1549, a predominncia era das escolas

voltadas s cincias humanas. Fato que foi observado desde 1549 at

aproximadamente 1808, com a exceo de algumas iniciativas dos prprios jesutas

que procuravam entender e ensinar alguns fenmenos da natureza como a

metereologia. Assim como na invaso holandesa em que realizavam atividades

cientficas. Somente por volta de 1800 que a Fsica foi includa como disciplina no

currculo do seminrio de Olinda, fundado pelo bispo Azeredo Coutinho. Com a

chegada da famlia real ao Brasil houve grande movimentao cultural e cientfica,

mas que s tendiam para os estudos da medicina e seus interesses (ALMEIDA

JUNIOR, 1979).

Conforme Multirio (2006, apud DIOGO e GOBARA, 2007) um exame

admisional para curso superior foi inicialmente introduzido no Brasil Imprio. As

disciplinas humanas eram mais avaliadas para o ingresso nas escolas superiores e

como consequncia as aulas de Fsica eram suprimidas.

Passando por todo perodo da Repblica no h nenhuma mudana

substancial do ensino de Fsica, tal maneira como era tratado antes ainda o agora;

um ensino retrico e fechado com quase nada de experimentao, apenas aulas

expositivas que vislumbram a memorizao. A afirmao do autor ainda vlida;

No havia preocupao em fazer cincia enquanto se estudava cincia (ALMEIDA

JUNIOR, 1979).

Nas quatro ltimas dcadas surgiram projetos e iniciativas no intuito de

mudar esse quadro e fazer uma reforma no ensino, incluindo atividades

experimentais desenvolvidas pelo discente, e assim despertar o interesse cientfico

nos alunos. Foi quando emergiram outros problemas; como a m formao dos

professores, escolas sem laboratrios, a falta de material de instrumentao, a baixa

carga horria da disciplina, dentre outros. O ensino at hoje permanece, em grande

parte, com as mesmas caractersticas; livresco e explanatrio, onde somente o

professor possuidor do conhecimento. Um ensino que apresenta a Fsica como

cincia compartimentada, segmentada, pronta, acabada, imutvel. (NARDI, 2004 p.

17).

13

Atualmente, existem vrias iniciativas visando facilitar o aprendizado de

Fsica. Uma delas a proposta pedaggica do Grupo de Reelaborao do Ensino de

Fsica GREF, da Universidade de So Paulo - USP, que trazem seu material

didtico uma Fsica contextualizada e prxima da realidade dos alunos. Assim como

o advento dos experimentos de baixo custo (assunto que ser abordado mais

especificamente), que permite aos alunos acesso a conceitos vistos antes s na

teoria. Dentre outras inmeras tentativas que s tero xito de fato, se todo o nosso

sistema educacional for reformulado, possibilitando a mudana de como a Fsica

vista e ensinada.

1.2 O ensino de Fsica na educao bsica

Existem vrios trabalhos (KAWAMURA e HOSOUME, 2003; MOREIRA,

2000; SCHROEDER, 2007; VIOLIN, 1979), atuais ou de mais de trs dcadas atrs,

que abordam o ensino de Fsica na educao bsica. Todos com o mesmo foco de

melhorar o ensino de Fsica. Apesar de ser um tema to discutido, pouco tem sido

feito e quase nada mudou. Ainda percebe-se um ensino que se baseia em

conquistas, o discente julgado por suas respostas certas ou erradas, mas aquele

que obtm melhores resultados no significa melhor desenvolvimento ou

aprendizado de fato.

Um exemplo bastante comentado e questionado o caso do vestibular,

que apenas usado como meio de excluso socioeconmica para no se ofertar

educao superior a todos. Rosa e Rosa (2007) afirmam muito bem isso quando

dizem: ... o vestibular um parmetro apenas relacionado ao domnio momentneo

do conhecimento, sem que isto implique em aprendizado significativo dos conceitos,

alm de que ele no avalia todo o processo de formao humana, social e tica dos

indivduos.

Outro problema que afeta o desenvolvimento da aprendizagem de Fsica

a utilizao da abordagem comportamental de Skinner, na qual o processo de

ensino aprendizagem ocorre por meio de estmulos e respostas, baseado na

repetio incansvel da teoria at a memorizao. Observou-se que alguns livros

didticos trazem exemplos de exerccios resolvidos para que o aluno se baseie e

trabalhe as questes que se seguem. Fato que ocorre com mais frequncia no

ensino mdio, onde os alunos so condicionados ao tipo de questo do vestibular,

14

como no 3 ano do ensino mdio, mais especificamente, onde as aulas se resumem

a uma jornada interminvel de resoluo de exerccios.

Na busca de reverter essa situao as teorias de aprendizagem

construtivistas h muito vm sendo citadas proporcionando a discusso do duo

ensinoaprendizagem. Os diversos encontros de Fsica voltados para a educao

buscam incessantemente uma soluo para renovar e aprimorar o ensino de Fsica,

mais do que isso, busca formas de facilitar o aprendizado dessa disciplina que aos

poucos vem perdendo espao no interesse dos estudantes.

No que se refere ao ensino fundamental, ensinar cincias deve ser um

aprendizado divertido para as crianas, uma atividade prazerosa onde elas sero

inseridas no universo cientfico. Isto deve ser feito priorizando-se os pensamentos

prvios desses estudantes que j formulam suas prprias concepes, e levando em

considerao o nvel de desenvolvimento cognitivo de cada srie. Assim o

pensamento cientfico e o fazer cincias j estaro enraizados nesses estudantes

quando adentrarem o ensino mdio. No ensino fundamental, onde no se cobrado

apenas frmulas e a quantificao da Fsica, que se induz ao gosto pela discusso

cientfica, levando o alunado compreenso de fatos que acontecem ao seu redor,

ou pelo menos despertando um olhar crtico das cincias naturais (RODRIGUES;

COELHO e AQUINO, 2009).

Rosa; Rosa e Pecatti (2007) afirmam que no ensino fundamental mais

importante ainda trazer os conceitos fsicos para a realidade das crianas atravs de

atividades experimentais e exemplos cotidianos, j que da prpria natureza da

criana ter curiosidade para experimentar e investigar as coisas ao seu redor.

papel do professor ser o facilitador desse processo, levando o estudante a

desenvolver sua autonomia para a observao crtica, discusso e investigao,

atividades prprias do mtodo cientfico.

1.3 A experimentao na Fsica

Embora a Fsica seja conhecida como uma disciplina complicada e de

difcil abordagem, a maior dificuldade na sala de aula atrair a ateno dos alunos

para os conceitos ensinados. Uma abordagem bastante comentada atualmente o

uso de experimentos e de aulas ministradas a partir de exemplos hodiernos. Arajo

e Abib (2003) trazem em seu trabalho uma anlise de tudo o que foi publicado em

15

peridicos de ensino de Fsica nacionais entre 1992 e 2001, que tratavam a

experimentao como estratgia para o ensino de Fsica. No entanto, os inmeros

artigos e pesquisas sobre esse tema parecem ainda no fazer efeito na educao

cientfica, ou seja, apesar de muito discutidas essas abordagens pouco so

executadas.

Na Fsica, como em toda rea de cincias h professores e

pesquisadores que apontam a realizao de atividades prticas como um gancho

para a motivao dos alunos, que muitas vezes questionam o porqu e para qu

estudar cincias. Para Nunes (2006) o professor responsvel por essa motivao

que levar o aluno a no s querer aprender, mas a fazer cincia, contextualizando

e dando sentido ao assunto abordado a partir das experincias. O educador deve

estar preparado e seguro para o questionamento que pode acontecer, assim como

precisa estar disposto a aprender junto com o educando que deve ter sua

criatividade inserida no contexto exposto. A partir da o docente conseguir melhores

resultados na aprendizagem bem como o letramento cientfico.

fundamental para o ensino/aprendizagem de Fsica a observao e o

questionamento gerado pelo conflito entre as concepes prvias e as novas

descobertas, sem essas duas primcias da investigao cientifica no h

compreenso de conceitos fsicos e nem mesmo a visualizao dos mesmos

(GOMES e BELLINI, 2009). O educador deve ensinar o pensamento cientifico

despertando em seus educandos a curiosidade de conhecimento, instigar

questionamentos a cerca de fatos que ocorrem na vida de cada um. E assim,

fazendo das experincias pessoais dos alunos o ponto de partida para o estudo dos

fenmenos que sero relacionados.

A experimentao para o aprendizado de Fsica faz esse papel de atrair a

ateno do estudante e despertar um conflito cognitivo onde o estudante ter

confrontadas as suas concepes de senso comum com os novos conhecimentos

abordados e observados na sala de aula. Assim o docente poder, atravs do

mtodo cientfico, facilitar a compreenso de conceitos e ensinar habilidades

prticas para o discente, que verificar a validade de leis e teorias.

No entanto, de nada adiantar apresentar experimentos em sala de aula

feitos somente pelo professor, sem permitir que os alunos tentem realizar tambm.

O professor deve ter em mente o contedo abordado e o conhecimento que deseja

16

que seja construdo no aluno, focando na experincia do prprio aluno que levantar

dvidas por conta de todo conhecimento emprico trazido pelo senso comum.

Assim, no basta apenas apresentar a experincia aos estudantes, pois se pode correr o risco de transform-la apenas em um evento ldico, sem real significncia no aprendizado dos estudantes. ........ A experimentao parte inerente do processo de construo cientfica e, portanto deve ser utilizada com a mxima frequncia possvel em situaes de aprendizado, mas somente se estiver subjacente a um contexto mais amplo. (RIBEIRO, 2010)

Os experimentos em Fsica precisam ser inseridos nas aulas tradicionais,

fazendo com que o estudante pense criticamente a respeito de fenmenos

observados no seu dia-a-dia. H muito se tenta implementar o currculo de Fsica

com aulas de laboratrios, mas a grande maioria das tentativas no produzem

efeitos por haver problemas como:

A baixa carga horria de Fsica, em torno de trs aulas por semana para o

ensino fundamental e quatro para o ensino mdio, o que inviabiliza aulas em

laboratrios.

A falta de infraestrutura; falta tanto materiais para as experincias como um

espao fsico adequado.

A quantidade excessiva de alunos em uma s turma.

O curso de graduao de Fsica que no tm formao especfica para as

aulas laboratoriais, apresentando dificuldades tanto metodolgicas quanto

didticas.

Esse ltimo ponto recorrente a problemtica da formao inicial dos

professores de cincias. Na maioria das graduaes em Fsica o nmero de aulas

laboratoriais insuficiente, e quando se trata das licenciaturas o caso ainda mais

crtico por no haver disciplinas didticas incluindo atividades prticas.

No entanto, mesmo com todos os problemas citados possvel realizar

atividades prticas e motivadoras na sala de aula, sem laboratrios ou instrumentos

sofisticados. Com materiais facilmente encontrados em nosso meio ou que podem

ser comprados por um custo bastante acessvel, realizam-se experimentos que

auxiliam na aprendizagem significativa dos conceitos trabalhados. Importando,

portanto, a preparao dos professores, bem como o seu interesse em reformular a

sua aula e torna-la mais eficaz. Concluindo, reafirmo: se atividades experimentais

17

no so realizadas no ensino de Fsica de 1 e 2 graus, cabe mais formao do

professor do que as condies de nossas escolas (VIOLIN, 1979).

Mesmo quando algumas excees de escolas que conseguem achar uma

soluo para cada um desses problemas, no garantia de que esteja sendo um

aprendizado eficaz, j que este no depende de laboratrios completos e

professores qualificados, mas da construo de conceitos a partir do conflito

cognitivo despertado nos alunos por meio de experincias e simulaes que eles

prprios participem ativamente. No adianta contextualizar a Fsica, trazer exemplos

dirios dos alunos sem antes conhecer o que eles pensam e imaginam dos fatos

observados no seu cotidiano. Assim, o educando precisa ter autonomia na

construo do seu conhecimento, aparado pela orientao do educador e realizando

os prprios experimentos vai desenvolvendo o seu pensamento cientfico.

No se pode simplesmente ignorar o conhecimento prvio trazido por

cada aluno. Quando no se conhece o que j preconcebido pelo discente ocorre o

erro de pensar que aquele aluno no tem conhecimento algum, ou pior, acredita-se

que tudo foi compreendido pelo aluno da forma como lhe foi ensinado. Muitas vezes

o educador no entende como o aluno ainda tem dvidas ou entendeu errado o que

lhe foi transmitido. Isso ocorre pelo fato do educando ter idias j bem enraizadas

sobre determinado assunto e somente a observao ou a experimentao permitir

aos alunos confrontar suas idias com os novos conceitos que surgem. Diversos

autores como Gircoreano e Pacca (2001), Melchior e Pacca (2004), Talim (2004)

relatam a importncia de conhecer e promover um debate com os pensamentos

preexistentes dos alunos.

Quando o experimento feito pelo prprio estudante ou a atividade

realizada com um instrumento confeccionado pelo mesmo, proporciona uma atitude

indagadora por parte dos estudantes que participam efetivamente de todo o

processo e por isso conseguem visualizar o conceito cientifico apresentado.

Favorece ainda uma maior interao entre os estudantes, que discutem as

concluses e as descobertas entre si aprofundando e revisando o conhecimento

adquirido. Alm disso, ainda proporciona um relacionamento de via dupla com o

professor que se torna um orientador/facilitador, deixa de ser o nico com o saber

absoluto e passa a ser um descobridor junto ao educando que se identifica e se

aproxima mais do educador, permitindo que este o alcance.

18

1.4 Ensino de ptica na Educao Bsica

A tica tem sido ensinada de forma enciclopdica e complicada aos

estudantes, sem o enfoque na conexo com a realidade. Um tema com inmeras

inovaes tecnolgicas, como as aplicaes do laser presente no dia-a-dia poderia

ter abordagens menos descritivas e mais contextualizadas, relacionando os

conceitos abordados na sala de aula com o cotidiano dos educandos. No h como

separar a Fsica, que uma cincia da natureza, da observao da mesma.

O currculo do ensino fundamental composto, principalmente pela tica

geomtrica, deixando a abordagem de tica fsica para ensino mdio. No ensino

fundamental a carga horria para os estudos de ondas e luz ainda menor que no

ensino mdio, justamente onde o aluno precisaria de tempo para experimentar, se

familiarizar com o que acontece na natureza. Como consequncia o estudante

chega ao 2 ano do nvel mdio (onde normalmente visto o curso de tica) sem

entender os fenmenos que envolvem a luz e j passado a ele frmulas e

esquemas sem verificar qual o conhecimento prvio que o aluno traz.

Deve-se oferecer mais tempo e esforo aos estudantes para pesquisas prprias, introduzidas de modo organizado; reconhecer o nvel de abstrao que necessrio para um dado entendimento e que a criana pode atingir um dado ponto; organizar o currculo de tal maneira que as situaes e conceitos mais simples sejam apresentados primeiro. (GOULART; DIAS e BARROS, 1989).

Muitos professores trabalham, por meio de experimentos, alguns

exemplos do comportamento da luz ou fenmenos associados, no entanto

apresentam o problema e a resposta para os alunos, no oferecendo sequer aos

alunos a oportunidade de pensar e tirar suas prprias concluses, o que levaria ao

real aprendizado.

Utilizar a pesquisa em sala de aula propiciar aos alunos um envolvimento interativo de perguntar e responder, de construir desafios e procurar solues para eles. Mas importante que os alunos no apenas se envolvam na soluo de problemas elaborados pelo professor, mas que eles prprios participem em sua formulao. (MORAES, 2005, p. 114)

No curso de tica no ensino mdio as aulas se resumem abordagem

geomtrica. Em geral ensinado o modelo dos raios de luz, e sua utilizao para se

determinar como a imagem se forma em diferentes meios e atravs dos diversos

instrumentos ticos. Desconsidera-se a luz em sua natureza e relaes. A

19

consequncia disso a dificuldade no aprendizado do aluno, que no consegue

relacionar o que o professor ensina com a sua realidade.

1.4.1 Material didtico

Os livros didticos so os elementos didticos mais utilizados hoje nas

salas de aula do Brasil; so instrumentos imprescindveis, mas que precisam ser

usados como auxilio e no como nica ferramenta de trabalho. Segundo Pimentel

(1998) o professor deve estar preparado para corrigir e complementar o livro

didtico, assim como levar o aluno a uma relao estreita com o mesmo. O material

didtico precisa ter uma linguagem de fcil compreenso para os alunos, visto que o

livro a fonte de informao na ausncia do docente.

Nas escolas o que mais utilizado como fonte de aprendizado em tica

o livro, seja no ensino fundamental ou mdio. Alguns j trazem exemplos de

atividades prticas que os alunos podem realizar sozinhos em casa, mas ainda so

poucos exemplos e na sua grande maioria de pouco efeito na aprendizagem, visto

que s reforam idias que os educandos j conhecem.

Os livros didticos normalmente trazem a tica geomtrica como uma

extenso da trigonometria, estudo de ngulos e a memorizao de conceitos e

formao de imagens, sem levar o aprendiz a entender como isso acontece na

realidade. Mais um motivo para que o professor traga o ensino de tica para a

realidade dos alunos.

1.5 A importncia do ensino de tica

A tica est presente no cotidiano da humanidade e por isso necessita de

uma abordagem especial. Nessa rea da Fsica estuda a composio luz, o

comportamento enquanto ondas e partculas. Os estudos das propriedades, dos

fenmenos e dos efeitos da luz abriram um leque de possibilidades para a inovao

tecnolgica. Inmeros exemplos de sua utilizao fazem parte do cotidiano da

humanidade. O advento da fibra tica permitiu uma melhor qualidade na

comunicao e mais velocidade nas informaes. O raio laser e suas aplicaes, os

instrumentos ticos (desde uma simples lupa a telescpios modernos), a pina tica

e tantos outros avanos foram alcanados pelo estudo e o desenvolvimento da tica.

20

A medicina uma das reas mais visadas e mais privilegiadas com os

avanos em tica, hoje muitas doenas s so detectadas e podem ser tratadas

devido s aplicaes da tica na rea da sade. Os raios-X, a tomografia

computadorizada so exemplos da importncia desta disciplina e tambm das

possibilidades de correlao entre o ensino de tica e o cotidiano, sem falar no

tratamento do cncer que no seria possvel sem as tcnicas desenvolvidas devido

os trabalhos dessa rea e a preciso do raio laser.

O funcionamento do olho humano que o primeiro instrumento tico que

deve ser estudado, assim como as diversas melhorias atualmente utilizadas para a

nossa viso que s so possveis devido ao estudo da luz. As lentes, os culos, as

lupas, os espelhos, os microscpios, os telescpios so alguns exemplos dentre

vrios instrumentos ticos usados no auxlio ou correo da nossa viso. A

utilizao de leitura tica que funciona tanto para medidas de segurana como para

os meios de comunicao e entretenimento.

O corpo discente cercado de fenmenos e fatos causados por essa

rea da Fsica que to pouco entendida e demonstrada a eles. preciso mais

ateno e cuidado com esse tema que em muitas aulas se resume a matemtica,

como no caso da tica geomtrica. Com o interesse de melhorar a qualidade na

abordagem de tica no ensino fundamental, elaborou-se uma proposta para

trabalhar todo currculo nessa etapa baseado na experimentao. Assim,

desenvolvendo o conflito cognitivo no aluno, permitir que se dissolvam suas

concepes de senso comum a partir do que experimentado.

21

2 PROPOSTAS EM ENSINO DE TICA

A utilizao de experimentos permite ao professor tornar suas aulas mais

atrativas, assim como avaliar o desenvolvimento de seu aluno, pois o educador

poder comparar os conceitos antes trazidos pelos educandos com os novos

construdos em sala e poder avaliar o progresso de seus alunos com a evoluo do

curso. Pensando nisso procurou-se atividades prticas que envolvam o estudante

ativamente, assim como um apanhado de experimentos de baixo custo que fossem

acessveis no s aos professores, mas a todos os estudantes, grande parte do

material pode ser adquirida em casa. Aqueles materiais citados que necessitam ser

comprados dada uma mdia de preo e onde podem ser encontrados.

Como na educao bsica quase no se estuda tica fsica, os

experimentos so voltados ao curso de tica geomtrica, especialmente no ensino

fundamental. No currculo de tica do ensino fundamental so vistos os seguintes

tpicos: O princpio de propagao retilnea da luz; princpio da independncia dos

raios de luz; princpio da reversibilidade da luz; cores e luz; a reflexo e suas leis

(espelhos planos e esfricos); a refrao luminosa e suas aplicaes (lentes

esfricas); reflexo total e instrumentos ticos.

Para cada um dos temas proposto um experimento, que no necessita

de uma estrutura fsica completa de laboratrio didtico e experimental de tica. Os

instrumentos que facilitam o estudo da luz tm um custo elevado, portanto

proposto atravs da construo de dois experimentos de baixo custo a substituio

desses aparelhos por instrumentos que podem ser construdos com materiais

acessveis.

2.1 Instrumentos para realizao de experincias

Hoje raro encontrar uma escola que no tenha ao menos um

retroprojetor, equipamento til para demonstrao de alguns exemplos. No entanto

um equipamento caro e normalmente no fica a disposio do aluno. Uma soluo

foi dada por Violin (1979) que traz um projetor que os prprios estudantes podem

construir e manusear. A partir desse projetor possvel realizar outras atividades

envolvendo o estudo da luz.

22

2.1.1 Um projetor de feixes de luz

Material:

Lanterna.

Fita adesiva.

Cartolina preta.

Uma caixa qualquer (pode ser uma caixa de sapatos).

Procedimento:

Cortam-se dois crculos do tamanho da frente da lanterna, em cada um

desses crculos ser desenhada uma fenda ao centro, que permitir a visualizao

de um feixe de luz. No crculo 1, a fenda ter 2 milmetros de largura e um

comprimento que vai at no mximo 5 milmetros da borda. No crculo 2 a fenda ter

de largura 1 milmetro, j o comprimento ser da mesma altura do crculo 1, mas a

parte de baixo ser cortada at a borda. Como mostra a figura 1.

Figura 1 Crculo 1 e crculo 2 para o projetor. Fonte: Violin (1979).

O crculo 1 deve ser colado na superfcie da lanterna com a fita adesiva.

Com a cartolina restante feito um cilindro maior que a lanterna e que a envolva de

tal forma a permitir que a lanterna se movimente dentro dele. Em uma das bases do

cilindro fixado o crculo 2, tambm com a fita adesiva, enquanto a outra base deve

ficar livre para ser encaixada a lanterna. As fendas devero ficar paralelas. Assim

como mostrado na figura 2.

23

Figura 2 Cartolina encaixada na lanterna formando o projetor. Fonte: Violin (1979).

A parte mais difcil do projetor est pronta, agora se coloca a caixa de

maneira que seja produzida sombra dentro dela e fixa a lanterna de modo que sua

luz seja propagada dentro da caixa.

Figura 3 Material para o projetor. Figura 4 Projetor e a reflexo da luz

Para realizar esse experimento necessrio: uma cartolina preta que

custa em mdia R$ 0,50; a lanterna que pode ser obtida em casa mesmo ou

comprada por R$ 7,00; a fita adesiva que pode ser adquirida por R$ 2,00 e uma

caixa qualquer. O gasto mdio que se tem com esse projetor que pode ser utilizado

em vrios outros experimentos de R$ 9,50.

2.1.2 Trilho tico

Outro instrumento importante em um laboratrio chamado trilho tico.

Com essa ferramenta possvel verificar as equaes da tica geomtrica, medir

ndices de refrao, observar a distncia focal e como se formam as imagens nos

espelhos e lentes. Pimentel e Brinatti (1989) trazem um trilho tico que foi construdo

com cano de pvc e foi readaptado por Silva (2004) para que ficasse ainda mais fcil

a montagem e permitisse uma melhor movimentao sobre o trilho. Esse

24

instrumento pode ser construdo pelos prprios alunos que podero manuse-lo

livremente utilizando mais a Fsica experimental.

Material:

Uma Canaleta de pvc de 50 mm de largura ( prefervel que seja de pelo

menos 1 metro de tamanho).

Um pedao de plstico ou madeira com10 cm x 10 cm revestido de branco.

Lentes convergentes (lupas ou lentes de culos com grau positivo).

Lentes divergentes (oculares de binculos ou cmeras analgicas, culos

com grau negativo).

Espelhos planos e esfricos.

Uma lmpada pequena ou uma caneta laser.

Cola instantnea ou cola de pvc e rgua.

Procedimento:

A parte maior e lisa da canaleta servir de base para o trilho, j a parte

que encaixa ser cortada em pequenos pedaos e servir de apoio para as lentes,

espelhos e anteparo. Colar a fonte de luz e os demais nos pedaos de canaleta que

se movimentaro pelo trilho. Cobrir a lmpada com um pedao de cartolina preta

vazada com algum desenho como uma seta ou um F, para que seja possvel

observar imagens invertidas. Em uma das extremidades colocar a lmpada e na

outra o anteparo (plstico ou cartolina) e entre eles as lentes ou espelhos. Para

facilitar a medio das distncias que sero feitas, desenhar com a rgua uma

escala na canaleta fixa, assim no ser preciso ficar sempre usando a rgua.

Figura 5 - Parte lisa da canaleta que serve de base para o trilho tico. Fonte: Silva (2004).

25

Figura 6 - Lentes, anteparo e fonte de luz do trilho tico. Fonte: Silva (2004).

A vantagem desse experimento o custo, que bastante inferior ao valor

do instrumento que compem um laboratrio tico de fato, alm de servir

perfeitamente para anlise instrumental no ensino fundamental e mdio. A canaleta

custa em mdia R$ 3,00 o metro, a lmpada com valor de R$ 5,00 e a cola a R$

2,00 podem ser compradas em depsitos ou lojas de materiais eltricos. O anteparo,

o espelho e a cartolina (ou qualquer papel preto fosco), assim como exemplos de

lentes convergentes e divergentes podem ser facilmente arranjados em casa. As

lupas e espelhos pequenos podem ser comprados em qualquer loja de importados

com o preo mdio de R$1,99. As lentes divergentes podem ser retiradas de um

binculo que tambm encontrado em lojas de importados por R$ 2,99. O custo

total do trilho tico com um exemplar de cada lente e espelho sai a uma mdia de

R$ 20,00.

Figura 7 - Trilho tico pronto. Fonte: Silva (2004).

26

2. 2 Princpio da propagao da luz

A propagao da luz em um meio homogneo ocorre de maneira retilnea,

j em um meio heterogneo essa propagao vai sofrer alterao devido s

refraes que ocorreram no meio. A maioria dos casos trabalhados em sala de aula

tratada como meios homogneos e por isso se fala em propagao retilnea da

luz. Um exemplo que pode ser trabalhado em sala de aula o das sombras,

podendo ser ilustrado situaes como o eclipse solar, que pode ser trabalhado com

folhas de papel amassada e uma fonte de luz. Com o material citado abaixo

possvel realizar dois experimentos que envolvem a propagao retilnea da luz.

Material:

Uma Cartolina ou um pedao de papelo.

Duas Velas ou lanternas.

Procedimento:

De posse de trs retngulos (30 cm x 40 cm) iguais de cartolina

(chamados de obstculos), fazer uma aba de 10 cm no comprimento e corte ao meio

formando duas abas, onde uma ficar virada para trs e outra para frente dando

sustentao ao obstculo. Esses tero furos de uma figura geomtrica qualquer que

tenha um tamanho aproximado de 2 cm bem no centro do que agora um

quadrado. Colocar os obstculos em fila de modo que fiquem exatamente alinhados

e no extremo da fila uma vela acesa cuja chama fique alinhada com os furos dos

cartes.

Figura 8 - Obstculo feito com a cartolina ou papelo. Fonte: http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/.

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

27

possvel ver a luz da vela (lanterna), pois ela se propaga em linha reta

pelos furos at os olhos do expectador que deve estar localizado a frente dos

cartes. E ao se desalinhar os obstculos, o que acontecer? Essa questo deve

ser proposta ao aluno antes mesmo dele executar o experimento, o que vai propiciar

ao aluno expressar e formar o seu pensamento com relao ao assunto sugerido.

Agora com o mesmo material pode-se tratar de fontes de luz e a

propagao da luz no exemplo trazido por Roberto (2009). Utilizando somente um

quadrado de cartolina (papelo), propaga-se a luz atravs do furo para observar a

imagem formada no aparato (que pode ser a parede ou o quadro branco). A imagem

ser tal qual a figura geomtrica, se for um pequeno quadrado essa ser a imagem

que se formar. Aumentando as fontes de luz acenda outra vela e veja que imagem

se forma. E se a chama da segunda vela for colocada prxima a chama da primeira

de tal forma que parea uma fonte extensa, como ser a imagem? O estudante

poder comprovar que uma luz extensa se comporta como vrias fontes pontuais.

Conforme Gircoreano e Pacca (2001) importante que o professor

valorize as concepes trazidas pelos alunos e permita que eles reformulem seus

pensamentos e entenda os princpios que aparecem com a experimentao. Cabe

ao professor ir orientando e direcionando as formulaes descobertas pelos

estudantes. Nessa atividade assim como na maioria das outras se faz necessrio

que a sala esteja o mais escura possvel.

Com esses dois experimentos se gasta aproximadamente R$ 3,00 se for

usado velas e R$ 11,00 se utilizada as lanternas. Cinqenta centavos pela cartolina

e mais R$ 2,00 se forem as duas velas e R$ 10,00 a mdia de duas lanternas. O

ideal utilizar as lanternas para no haver riscos para os estudantes.

2.2.1 Cmara escura de copo plstico

Material:

Dois copos de plstico (embalagem de iogurte).

Uma folha de papel vegetal.

Uma cartolina preta.

Fita adesiva.

Procedimento:

28

O fundo de um dos copos plsticos deve ser cortado enquanto o fundo de

outro copo deve ter um pequeno furo (quanto menor, melhor!). Forrar os dois copos

com a cartolina preta. Cortar um crculo de papel vegetal do dimetro da boca do

copo e fixa-lo na boca do copo que tem o furo com a fita adesiva. Juntar os dois

copos com a fita adesiva e estar pronta a cara escura.

O experimento da cmara escura trata no s da propagao retilnea da

luz, como a formao de imagens e um exemplo de como funciona o olho humano

ou uma mquina fotogrfica. O diferencial dessa cmara escura o fato de ser

construda com copos plsticos, pois no oferecem riscos para trabalhar com o

ensino fundamental.

Os copos de iogurte custam de R$ 1,00 a R$ 2,00, a folha de papel

vegetal e a cartolina somadas custa R$ 1,00. A fita adesiva e a cola somam R$ 3,00.

Assim com menos de R$ 10,00 se realiza a atividade sugerida.

2.3 Princpio da independncia dos raios de luz

Um raio de luz se propaga independentemente de outro raio de luz que o

atravessa, assim a trajetria de um raio no altera a do outro. O professor deve

buscar relacionar com os estudantes exemplos em que ocorre esse fenmeno, como

em um show onde h vrios refletores que iluminam simultaneamente determinado

foco, se interceptando e no se anulando.

Para o estudo desse princpio pode ser usado o projetor citado

anteriormente com uma pequena alterao, duas lanternas iluminando dentro da

caixa e tendo seus raios sendo interceptados um pelo outro.

2.4 Princpio da reversibilidade dos raios de luz

Segundo o princpio da reversibilidade a trajetria da luz independe do

sentido. H um exemplo bem simples de aprender como funciona esse princpio.

Material:

Um espelho

Dois alunos

Procedimento:

29

Com um espelho plano apoiado verticalmente sobre a superfcie, dois

alunos se colocaro a frete do espelho, um ao lado do outro. Os alunos vero um ao

outro e formularo inmeras questes e respostas de por que e como isso ocorre.

Aps o debate de idias o professor pode ir resgatando as afirmaes dos alunos

que propiciam o aprendizado desse princpio.

A realizao desse experimento pode ser feito com materiais encontrados

na prpria sala de aula. Caso nenhum estudante tenha um espelho, este pode ser

adquirido por menos de R$ 5,00, variando com o tamanho.

2.5 Cores e luz

No espectro das ondas eletromagnticas a radiao que percebida pelo

olho humano chamada de luz branca, uma pequena faixa desse espectro

composta por ondas de diferentes frequncias que vo do vermelho ao violeta. A

soma dessas ondas resulta na luz de cor branca. Tudo que estudado em tica se

aplica as outras ondas eletromagnticas, mas comentado somente sobre a luz

branca (espectro visvel) por ser de mais fcil visualizao.

Em conformidade com Melchior e Pacca (2004) a maior dificuldade

apresentada pelo discente a diferenciao entre cores e pigmentao. Para

apresentar processo de formao de cores deve-se usar atravs da composio ou

decomposio, uma atividade feita pelo estudante diferenciando a luz e as cores. A

decomposio de cores mais comum usando um prisma que permite a

decomposio da luz branca em vrias cores do espectro visvel, assim como o

arco-ris outro exemplo. Uma experincia para demonstrar a composio de cores

muito comum tambm do disco de Newton descrita abaixo com algumas

alteraes.

2.5.1 Disco de Newton

Neste experimento podem ser trabalhados vrios temas, como a

composio de luz e as novas cores que surgem com a mistura das cores primrias.

Material:

Uma folha de papel ofcio.

Um CD (de preferncia velho).

Lpis de cor.

30

Rgua.

Cola.

Uma caneta que encaixe na abertura do CD.

Procedimento:

Cortam-se vrios crculos na folha de ofcio na medida da circunferncia

do CD, podem ser pintados com as trs cores primrias ou com duas das cores que

compem a luz branca. Encaixando o CD na caneta e o fazendo girar para que seja

possvel a visualizao apenas da cor branca ou da cor resultante. O crculo 1

dividido em trs partes iguais e cada uma delas pintada de vermelho, azul e verde.

No crculo 2 deve se traar duas retas perpendiculares dividindo o crculo em quatro

partes, estas sero pintadas com duas cores alternadas. Depois s colar os discos

de ofcio no CD e coloc-lo para girar. No caso do crculo 1 ser observado o

fenmeno da composio da luz, j no crculo 2 as duas cores produziro a cor

correspondente.

Figura 9 Disco de Newton com as Figura 10 Disco de Newton e a cores primrias composio da luz

Essa experincia pode ser feita com vrios discos diferentes, como por

exemplo, podem ser usadas somente duas cores primrias e gerar a outra cor

correspondente alm de trabalhar tambm com as cores secundrias. O custo desse

material praticamente nulo, pois podem ser encontrados em casa e caso no

tenha um CD velho, basta comprar um CD virgem que custa no mximo R$ 1,00.

2.5.2 Filtro de cores

Material:

Um retroprojetor.

31

Uma tela de projeo (pode ser o quadro branco).

Papel celofane de vrias cores diferentes.

Procedimento:

Colocar o papel celofane no projetor ligado para obter projees coloridas

sobre um anteparo branco, a partir da s dar liberdade para os estudantes

possam investigar cada combinao de cores. Depois utilizar objetos coloridos que

sero iluminados com as diferentes cores das projees.

Essa atividade permite que o aluno perceba como acorre a reflexo em

cada objeto de acordo com a cor que est incidindo. O professor deve ir orientando

os alunos de como os papis podem ser uma espcie de filtro para cada frequncia

de luz. O oramento dessa proposta vai depender dos filtros usados, cada folha de

papel celofane custa em torno de R$ 0,80. Se utilizar somente as cores primrias o

custo total ser de R$ 2,40.

2.6 Reflexo da Luz

A reflexo acontece quando os raios luminosos em incidirem em uma

superfcie voltando para o mesmo meio de onde vieram. o fenmeno mais comum

da propagao luz. Parte da luz incidente em uma superfcie a atravessa por meio

da refrao, pode ser absorvida pelo material e outra parte se reflete para o meio por

meio da reflexo, que pode ser difusa ou regular.

A reflexo difusa acontece quando a superfcie rugosa, fazendo com que os raios de luz se propagem em todas as direes de forma desordenada. Essa desordem dos raios refletidos permite a observao dos objetos de todas as direes. No caso de uma superfcie perfeitamente polida ocorre a reflexo regular, onde os raios incidentes e refletidos so paralelos e se propagam em uma direo determinada pelo ngulo que os raios incidentes fazem com a reta normal superfcie.

Figura 11 Raios de luz na reflexo. Fonte:

http://boscoguerra.vilabol.uol.com.br/03_Optica/ReflexaoLuz_SF.htm.

http://boscoguerra.vilabol.uol.com.br/03_Optica/ReflexaoLuz_SF.htm

32

2.6.1 As leis da reflexo

O fenmeno da reflexo descrito pelas leis da reflexo, que seguem de

inmeras observaes do fenmeno. No plano perpendicular ao plano da superfcie

em questo traada uma reta chamada normal, atravs dela definido os ngulos

incidentes e refletidos. Assim as duas leis da reflexo afirmam:

1 Lei: A reta normal, os raios incidentes e refletidos esto localizados no

mesmo plano, perpendicular superfcie.

2 Lei: O ngulo formado pelo raio incidente com a normal igual ao

ngulo entre a normal e o raio refletido.

A segunda lei da reflexo se expressa assim;

r=

Figura 12 Leis da reflexo. Fonte: http://efisica.if.usp.br/otica/basico/reflexao/leis/ .

Os espelhos fazem parte do cotidiano do aluno, no entanto o processo de

como ocorre a reflexo os alunos tm dificuldades em compreender. Exemplos da

reflexo regular, os espelhos podem ser planos ou esfricos. A maioria dos alunos

acredita que a reflexo s ocorre em espelhos ou superfcies polidas, mas no

ocorrem em outros tipos de superfcie (GOULART; DIAS e BARROS, 1989).

Para solucionar essa questo preciso que o professor traga a sala

atividades que permitiro aos alunos pensar e confrontar os seus pensamentos

acerca desse conceito fsico. O prximo experimento descrito auxiliar no

aprendizado da reflexo regular e as leis de reflexo.

Material:

Um espelho.

Um transferidor.

Uma folha de oficio.

http://efisica.if.usp.br/otica/basico/reflexao/leis/

33

Projetor de feixes de luz.

Procedimento:

Acoplar o espelho no fundo da caixa do projetor antes construdo, na base

colocar a folha de oficio e o transferidor. Com a lanterna fazer um raio incidir no

espelho a um determinado ngulo medido com o transferidor, medir o ngulo do raio

refletido e repetir todo o processo para outros ngulos.

O professor deve permitir que o aluno repita esse experimento vrias

vezes e tente tambm fazer com que os raios incididos e refletidos se propagem em

planos diferentes. Aos poucos vai se moldando o aprendizado at se formular as leis

da reflexo.

Com esse experimento deve ser gasto menos de R$ 10,00 com projetor j

citado nesse trabalho, de R$ 2,00 a R$ 5,00 com o espelho (varia com o tamanho) e

R$ 2,50 com o transferidor, totalizando um valor aproximado de R$ 17,50. Um a

alternativa ainda mais econmica para essa atividade o uso de uma caneta laser

(R$ 2,00 a R$ 5,00) no lugar do projetor reduzindo o custo total a R$ 11,00.

2.6.2 Formao de imagens no espelho plano

No espelho plano as imagens esto localizadas atrs do espelho a uma

mesma distncia em que se encontra o objeto do espelho. Esse tipo de imagem que

se encontra atrs do espelho dita virtual. Prolongando os raios refletidos pelo

espelho resulta na imagem formada pelo espelho plano que virtual e do tamanho

do objeto.

Essa experincia permite ao professor trabalhar, alm dos conceitos de

reflexo, as concepes dos alunos acerca da formao de imagens nos espelhos

planos. Muitos alunos trazem a concepo de que a imagem se forma no plano do

espelho e no entendem a diferena entre imagem real e virtual (ROBERTO, 2009).

Para rebater esse pensamento e fazer com que os estudantes aprendam o processo

de como se d a formao da imagem no espelho plano, cito esse exemplo que

utiliza materiais que podem ser encontrados at mesmo em casa.

Material:

Uma rgua.

34

Um espelho plano.

Dois objetos iguais.

Um suporte para que o espelho fique perpendicular superfcie.

Procedimento:

Com o espelho apoiado na superfcie, colocar um dos objetos na frente do

espelho a uma distncia qualquer medida com a rgua. Depois o segundo objeto

colocado exatamente onde se forma a imagem atrs do espelho. Os estudantes

podero observar que a imagem se forma atrs do espelho e no uma imagem

plana, como antes era pensado pela maioria. Alm de conferir que a distncia do

objeto para o espelho a mesma entre a imagem e o espelho. Esse experimento

deve ser usado no s para comprovar a formao de imagens no espelho plano,

mas para formar esse aprendizado.

O professor deve primeiramente explicar como ser feito o experimento e

depois promover a discusso das idias e teorias dos alunos acerca do que

acontecer. A partir da os alunos partiro para a experimentao, onde se

observar como de fato ocorre a formao de imagens no espelho plano. Assim os

prprios estudantes formularo seus novos conceitos com base no que

comprovaram.

Todo o material desses experimentos de reflexo pode ser encontrado em

casa. O espelho pode ser adquirido nas lojas de importados ou de utilidades e custa

entre R$ 2,00 a R$ 5,00 dependendo do tamanho. Quanto aos objetos usados,

devem ser idnticos para uma boa apresentao. O suporte do espelho pode ser um

clipe de papel ou um pedao de isopor.

2.6.3 Associao de espelhos

Material:

Um transferidor.

Dois espelhos planos.

Folha de ofcio e fita adesiva.

Um objeto qualquer (uma moeda, uma borracha).

35

Procedimento:

Juntar os dois espelhos com a fita adesiva como se fosse uma dobradia

que permite aumentar ou diminuir o ngulo entre os espelhos. A folha de oficio vai

ficar embaixo do conjunto de espelhos para ser marcada com o ngulo que ser

medido com o transferidor. Assim o estudante poder afastar ou aproximar os

espelhos e de acordo com o ngulo verificar quantas imagens se formam.

Aps vrias tentativas, os alunos observaro que quanto mais afastarem

os espelhos e o ngulo entre eles aumentar, menos imagens se formaro e quanto

mais aproximarem diminuindo o ngulo, tero mais imagens. O professor deve

orientar as idias dos alunos de forma que cheguem concluso de que o nmero

de imagens formadas depende do ngulo entre os dois espelhos. O nmero de

imagens (N) pode ser determinado algebricamente:

360

-1N

= , onde o ngulo entre os espelhos.

O oramento dessa proposta sai em torno de R$ 9,00, incluindo um

espelho de no mximo R$ 5,00, o transferidor e a fita adesiva que custam em mdia

R$ 2,00 cada.

2.6.4 Espelhos esfricos

Os espelhos esfricos so constitudos de uma regio semelhante a uma

casca ou calota esfrica. Os espelhos esfricos podem ser cncavos ou convexos e

possuem os seguintes elementos: centro de curvatura (C); foco (F); vrtice(V); raio

(R) e eixo. Quando a superfcie refletora estiver na parte interna da calota chama-se

espelho cncavo e convexo se a superfcie espelhada for a parte externa.

Figura 13 Espelhos cncavo e convexo. Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/.

http://educar.sc.usp.br/otica/

36

A formao das imagens nos espelhos esfricos cncavos depender do

posicionamento do objeto. Uma utilizao desse tipo de espelho feita em

consultrios dentrios, pois se o objeto estiver entre o foco e o vrtice a imagem

ser; maior, virtual e direita. Nos espelhos convexos a imagem formada sempre

virtual, direita e menor. Assim, esse espelho esfrico muito utilizado para aumentar

o campo de viso. Com o trilho tico antes proposto permite-se que o aluno verifique

a formao de imagens no espelho curvo.

Material:

Trilho tico.

Espelhos cncavos e convexos.

Diafragma com trs fendas de um milmetro no centro. (Feito com papel

carto).

Procedimentos:

Para verificar a trajetria dos raios:

Colocar os espelhos de perfil e entre eles e a fonte de luz colocar o

diafragma. Sero observados os raios convergindo no espelho cncavo e divergindo

no convexo.

Determinando o foco:

Com a mesma disposio do experimento anterior, afastar o diafragma da

luz at que os raios fiquem aproximadamente paralelos e o raio central seja refletido

sobre ele mesmo. Com o espelho cncavo verificar em que ponto os raios se

encontraro aps a reflexo, este ser o foco. No caso de espelho convexo, marcar

em uma folha o contorno do espelho e coloque-a no lugar dele. Assim a

interceptao do prolongamento dos raios refletidos o foco.

Formao de imagens:

Construir um diafragma com uma fenda em forma de F, movimentando o

diafragma obter diferentes imagens de acordo com os focos, que ainda podem ser

calculados atravs da equao de Gauss que relaciona a distncia objeto (p), a

distncia imagem (q) e a distncia focal (f);

37

1 1 1

p q f+ = .

Com o auxilio do trilho tico todas essas experincias ficam mais

acessveis, para demonstrar onde e como se forma a imagem em espelhos tanto

cncavos como convexos basta movimentar o trilho, usando as medidas das

distncias entre objeto e espelho. No entanto todas elas podem ser realizadas sem o

trilho tico, basta montar um esquema parecido que ter o mesmo efeito.

O custo desse experimento inclui o trilho tico que j foi descrito

anteriormente. Os espelhos esfricos podem ser encontrados em casas

especializadas ou lojas de utilidades em geral. Por serem mais complicado na sua

construo, esses espelhos costumam ter um preo um pouco mais elevado

variando de R$ 30,00 at R$ 60,00. Contudo pode ser usada qualquer superfcie

curva espelhada para a realizao dos experimentos descritos, alguns exemplos;

latinha de refrigerante aberta, utenslios de alumnio como forma de bolo, tampa de

panela inox, etc.

2.7 Refrao

Fenmeno que ocorre quando a luz atravessa uma superfcie que separa

dois meios, se propagado no outro meio, alterando a sua velocidade. Pode ocorrer

simultaneamente com a reflexo. regida por duas leis e desvia-se no caso de

incidir obliquamente na superfcie.

2.7.1 ndice de refrao

O ndice de refrao depende da velocidade da luz em um meio,

calculado pelo quociente da velocidade da luz nos meios que a luz atravessa. Assim

o ndice de refrao absoluto por ser calculado por:

cn

v= ,

onde c a velocidade da luz no vcuo, e v a velocidade da luz no outro meio.

Material:

gua.

38

Um recipiente transparente.

Water crystal transparentes (Bolinhas que crescem na gua).

Procedimento:

Colocar as bolinhas e a gua no recipiente e aguardar por algumas horas

at que elas tenham aumentado de tamanho. Quando dentro da gua no possvel

visualizar as bolinhas, pois elas possuem o ndice de refrao muito prximo ao da

gua, a luz atravessa as bolinhas e a gua praticamente sem desviar. Com exemplo

o professor pode introduzir o conceito de ndice de refrao. importante que as

bolinhas sejam transparentes, pois tm o ndice de refrao mais parecido com o da

gua. O custo de um pacote com essas bolinhas varia de R$ 0,50 a R$ 1,00.

As leis da refrao:

1 Lei: O plano de incidncia e o plano da luz refratada coincidem.

2 Lei: Relaciona os ndices de refrao de cada meio com os ngulos de

incidncia e refrao. Conhecida como lei de Snell Descartes.

1n sen i = 2n sen r

Figura 14 Raios de refrao. Fonte: Ramalho; Nicolau e Toledo, 2003.

Material:

Um laser.

Uma folha de transparncia.

Um recipiente transparente com gua.

Procedimento:

39

O recipiente deve estar at a metade com gua e a folha de transparncia

deve ser colocada na metade do recipiente sem gua, pois esta facilitar a

visualizao do laser. Nesse experimento o professor deve estimular os estudantes

a explorar os diversos ngulos de incidncia com o raio laser. Questionar os alunos

se mudar se a luz for apontada perpendicularmente a superfcie da gua ou se

apontada com algum ngulo de inclinao. Verificar se os raios incidentes e

refratados esto no mesmo plano.

O custo desse experimento o laser, como no precisa ser potente custa

em mdia R$ 3,00 e a transparncia que a folha custa R$ 1,50. importante alertar

os alunos sobre o risco do laser apontado para os olhos, para que no haja prejuzo

para a viso.

2.7.2 Lentes esfricas (feixes de luz)

Principal instrumento tico da refrao, as lentes esfricas podem ser

convergentes ou divergentes. Para demonstrar os raios formados pelas lentes

esfricas segue o experimento.

Materiais:

Retroprojetor.

Fita adesiva preta.

Uma cartolina preta.

Uma folha de isopor (anteparo).

Uma lente convergente e uma divergente.

Procedimento:

Cortar a cartolina na medida do retroprojetor recortar um quadrado no

centro de oito centmetros de lado. Em um outro quadrado de dez centmetros de

lado fazer trs fendas de um milmetro e com tamanho de oito centmetros. Fixar a

cartolina no retroprojetor e colocar o quadrado com as fendas centralizado na lacuna

da cartolina, lacrar com a fita adesiva qualquer passagem de luz a no ser que seja

das fendas. Por fim, posicionar o anteparo para que a luz se projete nele.

40

Com os raios de luz atravessando as lentes e se projetando no anteparo

verificar a convergncia ou a divergncia de cada lente. E para um melhor

aproveitamento da experincia a sala deve estar o mnimo iluminada possvel.

Figura 15 Lente convergente. Fonte: http://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAS#top.

Figura 16 Lente divergente. Fonte: http://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAS#top.

Para adquirir o material necessrio para a realizao dessa experincia

basta adquirir as lentes em lojas especializadas ou laboratrios e custa em mdia

R$ 20,00 o conjunto, j o retroprojetor pode ser o da escola ou o projetor de imagens

citado aqui. O custo da cartolina e da folha de isopor somam R$ 2,00, o que da um

total do experimento com o retroprojetor da escola de R$ 22,00.

2.7.3 Lentes esfricas (imagens)

Nas lentes divergentes a imagem formada ser sempre virtual, direita e

menor. A imagem nas lentes divergentes vai depender da posio do objeto. Este

experimento pode ser realizado com os alunos para vrias atividades sobre a

formao de imagens.

Material:

Lentes convergentes e divergentes.

http://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAShttp://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAShttp://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAShttp://pontociencia.org.br/experimentos- interna.php?experimento=37&LENTES+ESFERICAS

41

Um objeto qualquer que no seja simtrico.

Procedimentos:

Visualizar o objeto com as diferentes lentes (podem ser usadas lupas

como as lentes convergentes), afastar e aproximar do objeto observando as

diferenas nas imagens formadas. O professor deve permitir que o prprio aluno

execute essa atividade, experimentando e testando as possibilidades com as lentes.

Assim depois dos estudantes j terem visto como se forma cada imagem, ensinar

como ocorre o processo de formao dessas imagens.

O gasto com esse experimento ser o apenas o das lentes que custam

em torno de R$ 20,00 (convergentes e divergentes), que podem ser substitudas por

lupas que custam em torno de R$ 2,00.

2.8 Reflexo total

Quando o raio de luz incidir de um meio com ndice de refrao menor

para um maior a luz se refrata a certo ngulo definido pela lei de snell (2 lei de

refrao). No momento que o ngulo de incidncia tende a 90, o ngulo de refrao

se afasta da normal o mximo possvel, chamado ngulo limite.

O ngulo limite tambm aparece quando a luz se propaga atravs de um

meio mais refringente para o meio menos refringente, termo usado para indicar o

ndice de refrao. O raio incidente oblquo se afasta da normal, o que faz o raio

refratrio se aproximar de 90 refratando na superfcie. Quando o raio incidente

maior que o ngulo limite a luz no se refrata, mas reflete de volta para o meio.

Nesse segundo caso de ngulo limite ocorre o fenmeno chamado reflexo total.

Figura 17 ngulo limite. Fonte: Ramalho; Nicolau e Toledo, 2003.

42

Material:

Uma caneta laser.

Um recipiente de vidro comprido.

Procedimento:

Colocar o recipiente sobre uma superfcie escura e dentro um pouco de

gua, s o suficiente para ter uma altura de uns cinco centmetros. Fazer o laser

incidir com um ngulo tal (ngulo crtico) que reflita na superfcie da gua e retorne

ao fundo. Para a melhor visualizao dessa experincia pode se colocado um

espelho no fundo do recipiente e algumas gotas de leite na gua.

Esse o mesmo processo que ocorre na fibra tica, uma sucesso de

reflexes dentro de um cabo muito fino que no permite a sada da luz. O seu gasto

ser apenas no laser, que custa entre R$ 5,00 e R$ 10,00.

Atravs desses experimentos buscou-se renovar o ensino de tica e

traz-lo para a perspectiva do cotidiano do aluno, para que este se familiarize mais

com a disciplina e tenha mais interesse em aprender.

43

3 EXPERIMENTO

Dentre os diversos experimentos pesquisados, buscou-se encontrar um

que pudesse ser realizado pelos prprios alunos, onde eles pudessem aprender

conceitos e experimentar os erros e acertos que a prpria cincia oferece em sua

descoberta. Assim, com o intuito tambm de solidificar o conhecimento construdo e

atrair a ateno dos alunos para o contedo do curso de tica, um experimento com

um grau maior de complexidade foi selecionado para ser construdo juntamente aos

alunos. Props-se ento a construo de uma luneta astronmica que daria a

oportunidade de tratar temas da tica geomtrica, assunto que estava sendo

abordado no perodo, como refrao e a formao de imagens em lentes.

Na escola acabara de acontecer as Olimpadas Brasileiras de Astronomia

e Astronutica (OBA), um evento realizado desde 1998 pela Sociedade Astronmica

Brasileira (SAB) em parceria com a Agncia Espacial Brasileira (AEB). Na ocasio

foram abordados os mais diversos tpicos de astronomia, o que despertou a

curiosidade e o interesse dos alunos para os assuntos relacionados a essa cincia.

Instigando ainda mais o interesse dos alunos em temas ligados a astronomia falando

da observao dos astros por meio de instrumentos ticos, aproveitou-se a

oportunidade para trabalhar alguns dos conceitos de tica geomtrica usados para a

construo de uma luneta.

Quando foi apresentada a idia da construo da luneta, num primeiro

momento, houve certa hesitao dos alunos, eles acreditavam que seria construda

apenas uma luneta que seria de uso comum. Exposta a inteno de que eles

mesmos construiriam cada um a sua prpria luneta, que seria de seu uso e seria

realizada uma aula ensinando-os passo a passo o funcionamento desse

instrumento, todos se animaram e se mostraram interessados em realizar o

experimento.

Primeiramente foi construda uma luneta para verificar a disponibilidade

do material, para avaliar o grau de dificuldade que os alunos deveriam passar e

estudar que conceitos poderiam ser abordados com esse experimento. Foram

detectadas algumas dificuldades na realizao do projeto, provenientes das lentes

oculares e objetivas. A idia original da construo dessa luneta trazida por Canalle

(1994) utiliza material de baixo custo e de fcil acesso onde as lentes objetivas e

http://www.sab-astro.org.br/http://www.aeb.gov.br/

44

oculares, que so peas fundamentais de uma luneta, so as peas de custo mais

elevado e de maior dificuldade em se adquirir. Para solucionar esse problema o

autor sugere a utilizao de lentes de culos no lugar da objetiva e lentes de

monculo de fotografia para substituir a ocular e indica a compra dessas lentes em

ticas e lojas de fotografia, respectivamente.

A grande maioria das ticas cobrava um valor excessivamente alto,

alegando dificuldades em cortar o material para que fosse diminudo o dimetro das

lentes. Como as lentes j vm prontas com o grau desejado, o trabalho seria cort-

las fazendo o seu dimetro ir de 65 milmetros para 50 milmetros (dimetro

necessrio para encaix-la na luva de 2). O valor cobrado era em mdia R$ 20,00

por lente, o que tornaria a atividade dispendiosa e invivel para muitos alunos.

Outras lojas alegaram que no poderiam fazer esse servio por no terem

instrumentos para tal modificao e indicaram laboratrios fabricantes de culos,

onde se poderia obter esse servio. Porm, os laboratrios s realizavam esse

procedimento para ticas cadastras, nem mesmo explicando a utilidade foi possvel

usar esse servio. A soluo encontrada foi realizar a compra por intermdio de uma

tica que se props a realizar esse trabalho com o laboratrio sem nenhum nus,

deixando assim o preo mais acessvel.

Outra dificuldade encontrada foi o monculo de fotografia, alguns alunos

conseguiram esse material em casa, mas outros no tinham e nem mesmo

conseguiram comprar, o que levou a buscar outra soluo para a lente ocular. A

outra opo de lente ocular ser citada na construo do experimento. Contornadas

as dificuldades, repassou-se para os educandos toda a lista de materiais que seriam

necessrios para a montagem da luneta, alguns trouxeram o que tinha em casa ou

compraram. As lentes foram encomendadas para todos, a fim de evitar a dificuldade

que os alunos teriam para adquirir as lentes objetivas.

3.1 Conceitos Fsicos presentes

Uma luneta caracterizada por um instrumento tico responsvel pela

visualizao com mais preciso e proximidade de objetos distantes, chamada

tambm de telescpio refratrio funciona mediante a refrao da luz por um conjunto

de lentes esfricas. A luneta pode ser classificada em astronmica ou terrestre,

ambas so compostas basicamente por duas lentes que compem o telescpio

45

refratrio, uma objetiva com uma grande distncia focal que aproxima o objeto e

outra chamada ocular que amplia a imagem formada pela lente objetiva.

A luneta astronmica tambm conhecida por luneta galileana ou de

Kepler devido s contribuies desses dois cientistas para a astronomia por meio da

observao do cu. Composta por duas lentes convergentes que captam a luz do

objeto observado formando a imagem no foco, a lente objetiva forma uma imagem

real, invertida e maior. Essa imagem o objeto focalizado pela ocular, que sendo

uma lente tambm convergente fornece uma imagem virtual, invertida e maior,

ampliando o que est sendo observado.

Figura 18 - Esquema de raios de luz presentes na luneta astronmica. Fonte: Ramalho, Nicolau e

Toledo (2003).

J a luneta terrestre funciona com a lente objetiva sendo convergente e a

ocular uma lente divergente, que proporciona ao final uma imagem direita. A luz

branca ao refratar na lente objetiva se decompe causando um problema chamado

aberrao cromtica, que gera manchas coloridas ao redor da imagem formada e

pode ser corrigido atravs de um conjunto de lentes. Nesse caso foi utilizado o

crculo de papel preto (diafragma) para diminuir a aberrao.

3.2 Construo da Luneta

Resolvido o problema dos materiais foi marcada uma aula extra com os

alunos para a montagem da luneta, seriam 2 horas/aula, que no foram suficientes e

foi preciso mais 2 horas/aulas para sua concluso. Compareceram um total de 14

alunos para a montagem da luneta.

46

Material do experimento:

Quantidade Descrio dos materiais Valor (R$)

1 Cano de pvc de 2 (50 mm) 2,00

1 Cano de pvc de 1 (40 mm) 1,00

1 Luva de pvc de 2 (50 mm) 1,50

1 Luva de pvc de 1 (40 mm) 1,00

1 Lente de 2 positivos com dimetro 50 mm 7,00

1 Anel de borracha para luva de pvc de 2 0,60

1 Reduo curta marrom de 40 x 32 mm 0,95

2 Cantoneiras de cortina (pequenas) 1,00 (unid)

2 Parafuso de 3/16' de espessura e 1 cm de tamanho 0,10 (unid)

1 Parafuso de 3/16' de espessura e 2 cm de tamanho 0,20

4 Porcas tipo borboleta de 3/16 0,25 (unid)

1 Monculo de fotografia

ou binculos

2,99

Fita dupla face 3,50

Cartolina preta e papel veludo 1,00

1 Garrafa pet de 2 litros

Custo total da luneta (aproximado)

20,00

Figura 19 - Parte do material da luneta.

47

Ferramentas utilizadas:

Tesoura, chave de fenda, estilete, serra de cano, lixa para que as bordas

do cano fiquem uniformes.

Procedimento:

O corpo da luneta

Cortar o cano de 2 (50 mm) com o comprimento de 39 centmetros.

Cortar o cano de 1 (40 mm) com o comprimento de 41 centmetros.

Lixar as bordas para retirar todas as imperfeies.

Essa etapa no foi realizada na aula devido ao risco de expor os alunos

de 9 ano para manusear uma serra, assim como para dispor de mais tempo para os

demais passos e a explicao. Portanto, instruiu-se aos alunos comprar os canos j

nas medidas exatas do corpo da luneta, assim esse servio poderia ser feito pela

loja ou deposito especializado onde encontraram o material.

Figura 20 Canos de pvc para o corpo da luneta.

Resolvendo o problema da folga entre os canos:

Fixar na parte interna em uma das bordas do cano de 2 (50 mm) com duas

camadas sobrepostas da fita dupla face, assim no ter folga entre um cano e

outro. Repetir o mesmo processo na borda da parte externa do cano de 1

(40 mm).

48

Figura 21 Colando a fita dupla face.

Revestir a fita dupla face com uma tira de papel veludo, para permitir que os

canos deslizem melhor um dentro do outro.

Figura 22 Colando o papel veludo na dupla face.

Outra alternativa para ocupar a lacuna entre os dois canos utilizar

esparadrapo no lugar da fita dupla face, este deve ser enrolado em varias camadas

nas bordas at que a folga fique ajustada o suficiente para encaixar os dois canos

sem folgas, mas que permita o deslocamento interno dos dois.

Preparao do trip:

Fazer um furo no cano de 2 a uma distncia de 17 centmetros da borda que

contm a fita dupla face para encaixar o parafuso de 1 centmetro.

necessrio fazer um furo na parte oposta do cano na largura da cabea do

49

parafuso, pois ele vai atravessar o cano e ser fixado de dentro para fora no

primeiro furo.

Encaixar a cantoneira no parafuso com a porca borboleta com a chave de

fenda por dentro do cano.

Nessa etapa da atividade props-se aos alunos que medissem e fizessem

com um lpis a marca correta de onde seria o furo que no foi feito por eles, a fim de

evitar riscos desnecessrios. Para realizar esse passo preciso cuidado para no

haver acidentes com a tesoura de ponta ou outro material usado para o

procedimento. Ao concluir esse passo os alunos encaixavam as cantoneiras

conforme o ensinado.

Figura 23 Medindo para fixar o trip.

Concluindo o corpo da luneta:

Acoplar os dois canos de forma que passem um por dentro do outro

encaixando as extremidades que no contm a fita dupla face. Essa

movimentao dos canos permitir ajuste do foco.

Figura 24 Corpo da luneta.

50

Com o corpo da luneta pronto falta a parte das lentes, que so chamadas

objetiva (lente que fica voltada para o objeto) e ocular (lente mais prxima da nossa

viso).

Lente objetiva:

A lente de culos de 2 positivos deve ser encaixada na luva de 2 com a

parte convexa virada para fora da luneta, ficar voltada para o objeto de

observao. Depois s acoplar a luva no cano de pvc de 2.

Cortar um pedao de cartolina preta no mesmo dimetro da lente e depois

cortar com o estilete no centro da circunferncia o contorno de uma moeda de

cinqenta centavos, aproximadamente de dois centmetros e meio de

dimetro (diafragma).

Para que a lente fique fixa, colocar depois dela o anel de borracha juntamente

com o diafragma. Esse anel de borracha, na maioria das vezes acompanha a

luva de pvc de 2, caso contrario comprar por fora. Ele encaixar

perfeitamente a lente e o diafragma na parte mais larga da luva.

Figura 25 Encaixando a lente objetiva, o diafragma e o anel de borracha.

O diafragma feito pelo crculo de cartolina servir para filtrar os raios de

luz, permitindo que atravesse a lente apenas alguns raios de luz que passaro pelo

centro. Ele usado para diminuir a disperso da luz branca ao passar pela lente

objetiva, fenmeno conhecido como aberrao cromtica que dificultaria a

observao.

51

Figura 26 Diafragma.

Para a construo da lente ocular da luneta sugerida por Canalle e Souza

(2005) usado um monculos de fotografia para a realizao desse experimento, no

entanto pode ocorre dificuldades para adquirir esse material e portanto indica-se

outras formas de obter a lente objetiva.

Com o monculo de fotografia:

Colar cartolina preta na superfcie interna do monculo.

Inserir o monculo na reduo curta e preencher os espaos vazios com a

cartolina preta e posteriormente encaixar a reduo na luva de 1 .

Figura 27 Lentes oculares.

Como citado antes, alguns alunos conseguiram o monculo em casa com

pais ou avs, porm outros no conseguiram adquirir esse material nem mesmo em

lojas especializadas em fotografias que no oferecem mais esse produto. Junior

(2010) prope a substituio do monculo pela lente ocular de uma cmera

analgica de fotografia. Mas ainda sim no um objeto que todos teriam acesso.

Procurou-se uma forma de substituir a lente do monculo por uma lente de distncia

focal que se compare a do monculo. Para no sair da proposta de poder ser um

52

experimento realizado pelos prprios alunos e que gere o mnimo de custo, utilizou-

se um binculos (desses mais simples) para retirar as suas lentes oculares e

objetivas.

Com binculo:

Figura 28 Binculo desmontado.

Retira-se do binculo as lentes oculares e objetivas

Encaixar as lentes objetiva do binculo na luva de 1 j inserida no cano de

pcv (a lente do com o suporte de borracha que j est pronto no binculo

encaixa perfeitamente na luva).

Na ausncia do monculo, a lente objetiva do binculo se enquadra de

forma satisfatria na construo da luneta. A distancia focal da lente objetiva do

binculo e da lente do monculo praticamente a mesma e ainda facilita a

observao, mesmo com a aberrao cromtica que j reparada pelo diafragma.

A lente ocular do binculo pode ser usada na confeco da luneta, depois

de retirada do binculo com o suporte junto, quebra-se a ala que a prendia na parte

central do binculo e encaixa-la na reduo curta marrom de 40 x 32 mm. Essa

configurao mudar um pouco o instrumento que poder ser chamado de luneta

terrestre, pois a nova lente ocular ser divergente e por isso fornecer uma imagem

direita. Portanto foi uma opo adicional usada para ilustrar as aulas de tica

aplicando os conceitos de formao de imagem por lentes esfricas.

Concluso do trip:

53

Fazer um furo na tampa da garrafa pet, onde ser fixada a outra cantoneira

restante por meio do parafuso e a porca borboleta.

Encaixar esse conjunto na cantoneira que j est fixa no corpo da luneta com

o parafuso de 1 centmetro e as duas porcas borboletas.

Enroscar a luneta na garrafa cheia de gua ou de areia.

Figura 29 Encaixando o trip.

Com o trip feito dessa forma possvel movimentar a luneta por meio da

cantoneira presa apertando ou afrouxando o parafuso e por meio da tampa da

garrafa que ao ser girada movimenta a luneta lateralmente. De tal forma que a

luneta est pronta para o uso, pronta para a observao astronmica.

imprescindvel que o professor oriente aos alunos nunca, em hiptese alguma

aponte a luneta para a observao do sol, pois este pode queimar a retina, assim

como a lente do monculo. Pode-se tambm orientar ao estudante pintar a parte

interna da luneta com tinta na cor preto fosco, o que melhorar a visualizao. A luz

antes refletida nas paredes internas ser absorvida.

Com a construo da luneta possvel trabalhar os conceitos de tica

como: reflexo, refrao, lentes convergentes e divergentes, formao de imagens,

distncia focal, disperso da luz branca e absoro da luz. A montagem da luneta

pode contemplar ainda o ensino de astronomia.

Figura 30 Luneta.

54

CONCLUSO

Apesar do ensino de Fsica ainda sofrer muitas limitaes no que se

refere a atividade experimental, mesmo em escolas que tenham laboratrios ainda

faltam muitos materiais e instrumentos devido ao seu alto custo, h algumas formas

de transpor essas dificuldades. Esse trabalho buscou a construo de solues que

possam suprir a carncia na experimentao no ensino de tica.

Mesmo com os problemas j citados que dificultam o ensino e o

aprendizado significativo dos conceitos fsicos apresentados em sala de aula,

procurou-se atravs de atividades prticas inseridas nas aulas expositivas uma via

que permita amenizar essas dificuldades. Relacionando a teoria por meio da prtica

possvel levar ao educando motivao de aprender o contedo que lhe

apresentado. Foi com esse objetivo que se propuseram esses roteiros de

experimentos juntamente com o valor aproximado do quanto se gastaria com cada

atividade, chegando a um total estimado entre R$ 150,00 a R$ 200,00.

Os experimentos de tica geomtrica abordados nesse estudo tentam

estimular a participao ativa dos estudantes nas aulas e permitir que eles

desenvolvam uma conscincia crtica e cientfica do contedo tratado e por meio da

experimentao que desenvolver o conhecimento. Assim, a falta de laboratrio no

deve ser o fator predominante que elimina o uso da prtica para o ensino de

cincias. Docentes podem promover o aprendizado por meio dessas atividades

realizadas por eles ou mesmo pelos discentes que, de acordo com o estudado tm

ainda mais efeito sobre o desenvolvimento do estudante.

A construo da luneta serviu de motivao para os alunos adentrarem

mais profundamente no curso de tica e poder proporcionar a interao entre eles.

Muitas dvidas a respeito dos fenmenos que envolvem a luz surgiram da parte dos

alunos, revelando no s o interesse dos mesmos em aprender, mas as lacunas

deixadas por um ensino que privilegia somente aulas explanatrias onde os alunos

no tm a oportunidade de formular seu prprio pensamento.

Este trabalho no sugere que o ensino de Fsica seja desenvolvido

apenas pela tica dos experimentos, o que se sugere a utilizao deles para

auxiliar no ensino de Fsica favorecendo a contextualizao e permitindo que atravs

55

das experincias os alunos possam confrontar as suas concepes com as novas

descobertas.

A relao ensino aprendizagem de tica precisa ser revista, uma nova

abordagem deve ser criada, pois um tema extremamente ligado ao cotidiano do

estudante, desde que seja transmitido de maneira coerente. Muitos alunos no se

sentem atrados pela matria e nem mesmo a entendem por conta da forma como

ensinada tica nas escolas hoje. Como acontece com a Fsica por inteiro, no seria

diferente com a tica, por ser um tema onde os alunos trazem muitas concepes

espontneas recorrentes do senso comum.

56

REFERNCIAS

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