O ensino de Física nas escolas de ensino médio vem a cada ano se tornado desvinculado com a sociedade moderna e tomando rumos que não tem acompanhado os avanços tecnológicos que estão presentes no cotidiano de nossos alunos. Vivenciamos uma era de onde grande parte da base tecnológica está fundamentada em temas de Física Moderna como a Relatividade Restrita ou Especial e a Mecânica Quântica. Fazer com que nossos alunos sintam motivação para aprender Física, tem sido desafiador para nós professores, pois a maioria deles enxergam a Física como um emaranhado de fórmulas que servem apenas para resolver problemas de movimentos retilíneos uniformes e variados, aplicações das leis de Newton, termologia, óptica e circuito simples.
A física Moderna é tão presente, principalmente em computadores e até mesmo em brinquedos, como por exemplo os que possuem circuitos integrados.Podemos mostrar exemplos de experimentos que podem facilitar o ensino de física moderna.
CONSTRUÇÃO DE UM ESPECTRÔMETRO DE BAIXO CUSTO
No presente experimento vamos a construir um aparelho simples que permite fazer a observação e análise do espectro luminoso de uma fonte de luz: o espectrômetro. Este dispositivo esta baseado no fenômeno de difração (uma mudança da direção de propagação da onda de luz) que consiste simplesmente na decomposição da luz quando atravessa uma rede de difração. O analise do espectro luminoso foi e continua sendo muito importante para identificação de elementos químicos e espectros atômicos. Materiais:
- CD velho,sem pintura
- caixa de papelão
- cola bastão
- tesoura ou estilete
- régua
Assim obtemos:
Efeito Fotoelétrico
se baseia no estudo da emissão de elétrons por um material metálico ou semicondutor, ao absorver uma quantidade específica de radiação eletromagnética (como a luz). Esses elétrons ejetados, também chamados de fotoelétrons, podem conduzir uma corrente elétrica. Entretanto, para que esse efeito ocorra, é preciso que o feixe de radiação emitido sobre o material possua energia maior que a energia de remoção dos elétrons (denominada função trabalho). Essa energia é dada por E= hf (Energia = Constante de Planck x Frequência da radiação). Para cada material, o efeito fotoelétrico dependerá de um valor mínimo de frequência. Se a energia emitida for igual à energia de remoção, o elétron será removido sem energia cinética. Porém, se a energia emitida for superior à energia de remoção, o elétron será removido com uma energia cinética (DE CAMPOS VALADARES e MOREIRA, 2004).
O experimento utilizado é um motor elétrico acionado por luz, cujo funcionamento é baseado no conceito de efeito fotoelétrico.
Como mostra a Figura 2, na montagem do circuito do motor, deve-se ligar os componentes eletrônicos aos terminais da ponte utilizando um ferro de solda. É de extrema importância que a polarização do LED esteja invertida na ligação, colocando o terminal negativo (mais curto) em contato com o polo positivo da fonte. Feito isso, pode-se perceber que o motor não funciona diretamente após a ligação de todos os componentes.
Com o circuito montado, deve-se irradiar a luz da caneta laser em direção ao LED (Light Emitting Diode) que, por sua vez, irá captar os fótons da radiação do laser. Essa radiação faz com que sua resistência elétrica diminua, levando o LED a conduzir uma corrente elétrica suficiente para induzir o transistor ao nível de condução. Essa corrente elétrica acionará o motor elétrico. É importante que os alunos observem que o funcionamento só acontece quando uma determinada radiação (no caso, a do laser) for emitida em direção ao LED e que, no momento em que essa radiação for interrompida, o funcionamento do motor também será.
Com estes dois experimentos, é possível despertar a curiosidade dos alunos para a física moderna.
Até a próxima pessoal!!!
Referências:
Apostila de laboratório de física moderna, Universidade Estadual Santa Cruz
Artigo: Efeito fotoelétrico - Uma abordagem experimental
para o Ensino de Física Moderna
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