ciências da natureza e suas tecnologias - física ensino médio, 2ª série lâmina de faces...

Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Física

Ensino Médio, 2ª Série

Lâmina de faces paralelas e prismas

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2Lâmina de faces paralelas e prisma

OBJETIVOS

Ao elaborar o presente projeto multimídia de ensino, procurou-se produzir um

material que auxilie o professor e o estudante durante o estudo de um dos tópicos

da Física, cujos objetivos são:

• Aprender as leis de refração e aplicá-las nos casos de lâminas de faces paralelas

e prismas;

• calcular o ângulo de incidência e de refração da luz, numa lâmina de faces paralelas,

assim como determinar o desvio lateral ocasionado pelos fenômenos físicos.

• calcular o desvio mínimo, ocasionado num prisma;

• resolver exercícios propostos para analisar o nível de aprendizagem alcançada;

• compreender os fenômenos físicos no mundo vivencial, através dos tópicos de

curiosidades fornecidos pelo software.

CONTEÚDOS

• Lâmina de faces paralelas;

• Prisma.

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºLâmina de faces paralelas e prisma

DESENVOLVIMENTO

Lâminas de faces paralelas e prismas

Este material de apoio permite que o professor utilize um recurso multimídia para

demonstrar o estudo sobre o comportamento da luz ao atravessar as lâminas de faces

paralelas e prismas. O software foi desenvolvido com a utilização do Flash e possui uma

linguagem clara sobre o conteúdo didático de Física, visando conquistar os estudantes do

ensino médio que são adolescentes e usam constantemente as redes sociais, o que vai

facilitar na identificação e manuseio do programa, que é encontrado no site:

http://edpernambuco.vilabol.uol.com.br/Lenteseprismas.swf.

Cole o link na barra de navegação, e aperte Enter e logo após F5.


• O professor só necessitará de um data-show e um notebook ou CPU para sua

aula expositiva. Neste software, ao clicar no botão conceitos, o professor poderá

explicitar os conceitos sobre o que são lâminas de faces paralelas e prismas,

assim como relacionar os conceitos prévios, confrontando novas informações

expostas pelo material. Logo após a exposição da teoria, é aconselhável clicar no

botão animações, no qual é permitido demonstrar as animações fornecidas,

objetivando uma melhor compreensão sobre os fenômenos físicos. Em seguida, o

educador pode instalar o software nos computadores de um laboratório de

informática para que o alunado clique no botão exercícios, e resolva questões

contidas num questionário digital, que permite ao discente verificar o nível de

aprendizagem adquirida durante o processo pedagógico.


• E por fim, cada estudante pode se divertir clicando no botão curiosidade, em que

encontra uma informação curiosa sobre o tema abordado. Devido ao aumento

constante da utilização da lousa digital, as escolas estão procurando materiais

multimídias para utilizá-los nas salas de aula. Este material é gratuito e pode ser

aplicado não só na lousa digital, assim como em celulares, computadores, tablets

e demais hardwares que aceitam o Flash Player.

• Sugestão:

Baixar o Flash Player no site:

http://www.baixaki.com.br/download/windows-swf-flash-player.htm

• O plano de fundo do software é verde, representando um quadro negro, os botões

têm as cores da bandeira de Pernambuco, para dar uma formalidade ao produto.


• ALGUNS CONCEITOS NECESSÁRIOS PARA O ESTUDO DA REFRAÇÃO LUMINOSA.

Todo meio homogêneo é caracterizado pelo seu índice de refração absoluto n.

E este índice de refração absoluto é a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz num determinado meio em que se quer questionar (v), com isto, temos: n= c/v.

Uma observação importante é que este índice de refração absoluto é adimensional, por ser o quociente entre duas velocidades. Outra observação não menos importante está na observação do gráfico em que o índice de refração absoluto é representado por uma hipérbole equilátera, quando relacionamos n em função de v, pois o índice de refração é inversamente proporcional à velocidade de propagação da luz.


n . v = c ( constante ), perceba que n diminui enquanto v aumenta na mesma proporção.


0

n

v

• ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO

Defini-se índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1, como o

quociente entre os índices de refração absolutos do meio 2 e do meio 1, sendo

assim, temos:

N21 = n2

n1

O índice de refração relativo é também adimensional, podendo ser maior,

menor ou igual a 1.


Uma curiosidade : existem líquidos que fazem um pedaço de vidro ficar invisível! Isto mesmo! E um exemplo é o monoclorobenzeno, que possui o mesmo índice de refração do vidro, sendo assim, se você pode até brincar de mágico com este experimento...


OBJETO NO MEIO MAIS REFRINGENTE E OBSERVADOR NO MEIO MENOS REFRINGENTE

Vamos considerar que um observador esteja no ar (meio de menor refringência) olhando um objeto P imerso na água (meio de maior refringência). Para a luz atingir os olhos do observador, será necessário que atinja primeiro o objeto, passando do meio de maior refringência para o meio de menor refringência, ocasionando um desvio, fazendo com que o observador enxergue o ponto aparentemente elevado em relação à verdadeira posição (P’).


Imagem: Pencil in a bowl / Theresa Knott / GNU Free Documentation License


Veja esta foto: o observador da imagem do lápis conjugada por este dioptro plano, o que causa a sensação de que o lápis está quebrado. O observador sempre vê o objeto numa posição diferente do objeto.

Imagem: Refraction / Eurico Zimbres / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

APLICAÇÃO DO SOFTWARE

O software permite ao professor uma aula dinâmica, pois mescla a culturadigital com a necessidade de uma aula expositiva e eficaz.

O professor só necessita dar um clique em um dos botões para começar a sua aula.


http://edpernambuco.vilabol.uol.com.br/Lenteseprismas.swf

Ao clicar em Conceitos, o educador encontrará os conceitos sobre Lâmina e Prismas.



Ao clicar em Animações, o docente terá mais informações e visualizará o Comportamento da luz ao atravessar estes objetos ópticos.



Ao clicar no número 4 você tem a oportunidade de conhecer um pouco mais sobre o estudo dos prismas. Neste local é possível clicar no botão Prismas, e com isto poderá verificar o comportamento da luz tanto no prisma de Amici, como o prisma de Porro.



EXTRAS

• No botão exercícios, o professor poderá resolver questões que abordam o estudo do comportamento da luz ao incidir na lâmina e no prisma.



Quando você quiser obter as respostas do exercício é só clicar no apagadorque está localizado logo em baixo.



• Esta animação permite que você visualize o comportamento da luz nos prismas de Porro e Amici, simultaneamente.



• CÁLCULO DO ÂNGULO-LIMITE

O ângulo-limite (L) deve ser calculado pela lei de Snell-Descartes, admitindo-se o ângulo de refração igual a 90º, o qual chamamos de emergência rasante.

• n2 < n1

• n1 senΘ1 = n2 senΘ2

• Logo Θ1 = L e Θ2 = 90°

• Sendo assim, sen L = (n2/n1)


Uma sugestão para o docente:

Você pode levar um experimento bastante simples para a sala de aula: Primeiro você deve providenciar três lâmpadas coloridas do tipo Spot, espelhadas, nas cores verde, vermelha e azul, essas lâmpadas são facilmente encontradas no setor de autopeças. Direcione os feixes de luz para um mesmo anteparo branco. Verifique que o anteparo continua branco, pois a soma das três cores primárias resulta na cor branca.

Logo após, coloque na região em que os três feixes se cruzam um obstáculo opaco qualquer. Observe a formação das sobras que estão sobre o anteparo Branco. Observe que estas sombras possuem cores diferentes. Cada sombra terá a cor resultante da soma das outras duas cores, no qual o ciano é a soma do azul e do verde; magenta, do azul e do vermelho; e amarelo, do vermelho e do verde. Não é tão fácil conseguir o branco quando os feixes se cruzam, porém sempre aparecerá as sombras coloridas.


Independente de ter optado pelo experimento, sugiro clicar em dispersão, em que é possível verificar o fenômeno de dispersão da luz em um prisma. A separação das cores visíveis ao olho humano são demonstras em ordem através de uma animação.



Curiosidades 1

Uma curiosidade sobre os efeitos produzidos pela refração, pode ser verificado

quando um grande número de gotas de água resultam na refração da luz do

Sol ocasionando o que chamamos de arco-íris.

Dois fenômenos ópticos estão presentes na formação do arco-íris:

Primeiro temos a refração, com a decomposição da luz branca, logo após

temos a reflexão total dela no interior de uma gotícula de água que fica

suspensa na atmosfera.

Através deste conhecimento, você pode responder tranquilamente à

curiosidade abordada pelo material multimídia.


Curiosidades 2

1. Olhamos para o Sol, mesmo depois de se pôr e antes de nascer. A posição aparente de um astro é mais elevada do que a real.

2. Você já reparou que às vezes temos a impressão de que o asfalto está

molhado, em dias secos e ensolarados? Pois bem, isto é devido à refração e reflexão total da luz na atmosfera.

3. O avermelhado do céu ao amanhecer ou no pôr do Sol ocorre porque a luz do Sol percorre distâncias maiores na atmosfera terrestre do que ao meio-dia.

4. As nuvens são brancas porque as partículas de água que as constituem difundem de todas as componentes da luz solar. Por isso você ver nuvens parecendo algodão.


• Ao clicar em curiosidade, você encontra uma oportunidade para testar um pouco do seu conhecimento através de uma indagação que contextualiza o que foi estudado.



Referências:

• RAMALHO JR., Francisco, FERRARO, Nicolau Gilberto, SOARES, Paulo A. de Toledo. Os Fundamentos da Física. V. 2, 8ªed.; 426 p. São Paulo: Ed. Moderna; 1993.

• CALÇADA, C. S.; SAMPAIO, J. L. Universo da Física 2 – Hidrostática, Termologia, óptica. V. 1, 2ª ed.; 456 p. São Paulo: Ed. Atual; 2005.

• TORRES, Carlos Magno A.; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio de Toledo. Física Ciência e Tecnologia. V2, 2ª ed.;264p. São Paulo, Ed. Moderna; 2010.

• GASPAR ,Alberto. Compreendendo a Física. V2, 1ªed. 448 p. São Paulo, Ed. Moderna; 2010

• XAVIER, Claudio; BARRETO FILHO, Benigno. Física: aula por aula, V.2. 1ªed. 336 p. São Paulo, Ed. FTD; 2010

• ALVARENGA, Beatriz; MÁXIMO, Antônio. Curso de Física, V.2 1ª ed. 321 p. São Paulo, ed. Scipione; 2011.


Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso

11 Pencil in a bowl / Theresa Knott / GNU Free

Documentation Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Pencil_in_a_bowl_of_water.svg

11/04/2012

12 Refraction / Eurico Zimbres / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Refraction.jpg

11/04/2012

Tabela de Imagens

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