SEQUÊNCIA DIDÁTICA: As ondas do nosso dia a dia

Sequência didática

As ondas do nosso dia a dia

Nesta sequência, o espectro eletromagnético será abordado em duas partes, sendo que, nas aulas 1 e 2, serão exploradas a radiação visível e a sensação de cor. Já, na terceira aula, serão abordadas as radiações do espectro utilizadas na tecnologia presente no nosso dia a dia.

A BNCC na sala de aula

Objetos de conhecimento	Radiações e suas aplicações na saúde
Competências específicas de Ciências da Natureza	2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.
Habilidades	(EF09CI04) Planejar e executar experimentos que evidenciem que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz e que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. (EF09CI06) Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc.
Objetivos de aprendizagem	Identificar a faixa de luz visível no espectro eletromagnético. Identificar o uso das ondas eletromagnéticas em diferentes equipamentos utilizados no dia a dia. Simular diferentes combinações de luzes.
Conteúdos	Ondas eletromagnéticas. Frequência. Comprimento de onda. Cores. Luz. Radiação visível. Dispersão da luz.

Materiais e recursos

Imagem de um espectro eletromagnético.

Projetor.

Diversos CDs usados.

Computador com acesso à internet.

Download do simulador gratuito do PhET.

Cartolinas.

Canetas hidrocor.

Cola.

Tesoura com pontas arredondadas.

Régua.

Desenvolvimento

Quantidade de aulas: 3.

Aula 1

No início da aula, separar os alunos em pequenos grupos e colocar na lousa a seguinte palavra: Radiação. A partir disso, os alunos devem discutir e registrar tudo o que sabem sobre essa palavra. É possível que a maioria dos alunos associem essa palavra somente a acontecimentos ruins, como câncer ou acidentes nucleares. Nesses casos, estimule os alunos a irem além e pensarem em outras formas como a radiação se manifesta, como o uso para a medicina trabalhados na sequência didática anterior.

Para ampliar a discussão, coloque na lousa a definição da palavra, segundo o dicionário on-line Michaelis, da língua portuguesa:

Radiação

1) Ato ou efeito de radiar.

2) FÍS: Emissão e propagação de energia através de ondas ou partículas.

3  A energia que é emitida e propagada.

Michaelis. Dicionário on-line de língua portuguesa.

Disponível em: <https://michaelis.uol.com.br/moderno-portugues/busca/portugues-brasileiro/radiação/>. Acesso em: 17 nov. 2018.

Caso considere essa definição simples, podem ser feitas consultas em outros tipos de dicionários. Seguindo pelos três itens listados na definição acima, pedir aos alunos que observem sua lista e identifiquem pelo menos uma radiação de acordo com cada item, como por exemplo: Radiação solar com o item 1, Emissão de raios X com o item 2 e a formação de ondas em uma bacia com água ao tocarmos nela, com o item 3.

Para aprofundar e direcionar ainda mais o assunto, pedir que identifiquem nos aparelhos que utilizam em suas casas possíveis funcionamentos que se baseiam nos itens citados. Levante com os alunos a questão: que tipo de aparelho funciona por meio de ondas ou propaga energia?

Se mesmo com essas orientações os alunos apresentarem dificuldades na elaboração da lista, orientá-los a pensar sobre aparelhos que funcionam basicamente a distância, como rádios, celulares, controles remotos etc. Verifique se os alunos conseguem, a partir daí, identificar as ondas como manifestação da radiação. Aprofunde mais a reflexão com a seguinte questão: Essas ondas são todas iguais? Como podemos distingui-las?

Projete na sala a distribuição dessas ondas no espectro eletromagnético. Indague os alunos sobre quais dessas radiações conseguimos enxergar e quais não conseguimos. Espera-se que eles se surpreendam ao perceberem que a faixa visível é apenas uma estreita faixa localizada no espectro eletromagnético.

No restante dessa aula, serão estudadas as propriedades da faixa visível do espectro eletromagnético e, na próxima aula, serão exploradas as ondas que não são captadas pelos nossos olhos.

Projetar, se possível, mais uma imagem, dessa vez, ampliando o espectro de luz visível, mostrando sua separação de cores que vai desde vermelho (780 nm) até violeta (380 nm). Caso os alunos tenham dificuldade de compreender que se trata do comprimento de onda, desenhar uma onda na lousa e definir comprimento de onda como a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos. Verificar se os alunos conseguem identificar que a radiação violeta, por ter um comprimento de onda menor, possui maior frequência, portanto é mais energética que as demais. É importante que os alunos compreendam que somente as ondas que estão na faixa visível de frequências (ou comprimento de onda) são capazes de sensibilizar nossa retina, de modo que possamos enxergar e ter a sensação de cor produzida pelo nosso cérebro.

Novamente, em pequenos grupos, distribua os CDs para os alunos. Feche as cortinas da sala de modo que apenas um pequeno feixe de luz entre. Caso isso não seja possível, também pode-se colocar uma cartolina preta com um pequeno corte no meio, de modo que a luz passe por ali. Não é necessário que todo o restante da sala esteja escuro, mas, se isso for possível, o feixe ficará mais intenso e as cores do espectro mais nítidas. Pedir que aproximem do feixe de luz a face do CD que contém as ranhuras (brilhante) e observem o que acontece. Peça a eles que respondam às perguntas abaixo de acordo com o que observaram.

1. O que você observa? Quais cores são formadas?

Resposta: Espera-se que os alunos observem as cores visíveis do espectro.

2. Qual é a cor da luz que atinge o CD? Então por que ela se manifesta diferente após atingi-lo?

Resposta: A luz que atinge o CD é branca e após atingi-lo é feita a distribuição espectral da luz, revelando seus constituintes.

3. Analise o CD com mais precisão. Quais características ele possui que permitem que ocorra esse fenômeno?

Resposta: Espera-se que os alunos notem que o CD possui ranhuras, que, por sua vez, dispersam a luz branca, revelando, dessa forma, seu espectro.

Após a resolução das questões pelos grupos, propor uma roda de conversa para que os alunos exponham aos colegas suas respostas, e possíveis dúvidas sejam sanadas.

Aula 2

Essa aula deverá ocorrer na sala de informática, caso a escola disponha de uma. Caso o acesso à internet seja difícil, baixe o simulador disponível em: <https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/color-vision> (acesso em: 17 nov. 2018) e salve-o em um pen drive. Desse modo, o arquivo pode ser executado e salvo em qualquer computador. Caso o número de computadores seja limitado ou ocorram outras dificuldades, projete a tela de apenas um computador; a simulação e o manuseio do programa devem ser realizados pelo professor.

Pedir aos alunos que explorem os recursos do simulador. Note que ele é constituído de duas abas, ou seja, simula dois experimentos. Nessa aula, será trabalhada a combinação das cores primárias da luz que está nomeada, na aba superior, como cores RGB.

Antes de executar as ações, pedir aos alunos que elaborem hipóteses do que ocorrerá quando as lanternas forem ligadas e as registrem em uma tabela (que pode ser feita no computador, por meio de planilhas eletrônicas, ou no caderno). Os alunos devem registrar suas hipóteses para diferentes combinações das lanternas, como:

lanterna verde e azul;

lanterna verde e vermelha;

lanterna azul e vermelha;

todas ligadas;

diferentes intensidades de cada lanterna.

O número de combinações possíveis é bem amplo, uma vez que é possível regular a quantidade de luz que sai de cada lanterna. Esses dados também devem ser registrados como porcentagem, por exemplo, 50% da luz da lanterna verde combinado com 100% da luz da lanterna azul.

Após registrarem suas hipóteses para um determinado número de combinações, os alunos devem simular essas situações e verificar se a cor formada corresponde à estimada. Questionar os alunos: Como podem formar a cor branca e a cor preta? Trabalhando com esses dois extremos, auxiliar os alunos a compreender um pouco mais sobre como se dá a combinação das cores da luz; a cor preta é ausência de luz e a cor branca é a combinação de todas as cores. Espera-se que, com essa atividade, os alunos infiram que é possível obter as cores do espectro visível que foi vista no CD, apenas combinando as três cores RGB.

Aula 3

No início da aula, retomar as atividades feitas nas aulas anteriores, sobre a radiação visível do espectro eletromagnético e a lista dos equipamentos domésticos que utilizam radiação. Esses equipamentos operam em faixas diferentes, portanto, não é possível visualizar as ondas se propagando nem interagindo com objetos.

Afastar as carteiras da sala de modo que o centro fique completamente livre. Dispor cartolinas no chão, com os alunos formando um grande círculo em volta delas. Os alunos devem se organizar de modo que devem reproduzir o esquema do espectro eletromagnético sobre a combinação de 4 ou 5 cartolinas, aproximadamente; para isso, utilizar materiais de desenhos diversos como canetas hidrocor, régua, lápis de cor etc. É importante que o espectro em escala seja construído em escala, respeitando o espaçamento das unidades de medida, tanto para frequências como para o comprimento de onda, e que reproduzam proporcionalmente cada faixa do espectro. Caso seja possível, convide os professores de Matemática e de Geografia para auxiliar no entendimento das escalas.

Com o painel produzido, agora os alunos devem se reunir em pequenos grupos e, com base na lista da primeira aula, produzir, em metade de uma folha de sulfite, aproximadamente, um desenho do equipamento que listaram, como televisão, controle remoto, micro-ondas etc., ou fazer recortes de imagens desses equipamentos de revistas. Se não dispuserem de muito tempo, os alunos podem apenas colocar o nome do equipamento. Além disso, deve ser feita uma pesquisa sobre seu funcionamento, que deve ser resumida e colocada na folha.

Cada representação dos aparelhos domésticos deve ser fixada no cartaz respeitando a faixa correspondente de seu devido funcionamento. O número de itens pode ser ampliado por meio de pesquisas de outros equipamentos usados em indústrias, hospitais etc.

O cartaz produzido pode ser afixado na parede da sala de aula ou colocado em exposição em outros espaços da escola.

Para trabalhar dúvidas

Caso algum aluno ou dupla apresente dificuldade na compreensão dos conceitos apresentados, retome a atividade do CD de modo a observar, cuidadosamente, que a luz branca incide sobre as ranhuras e se dispersa em suas cores constituintes. Orientar que observe o mesmo efeito em um arco-íris representado em uma foto, mostrado em um vídeo ou por meio de um prisma.

Avaliação

A avaliação deve fazer parte de todo processo de aprendizagem. Devem ser observados a participação, o interesse, o respeito ao colega, as atividades práticas, as discussões em sala e as atividades de pesquisa. Para tanto, sugerimos a tabela a seguir.

Nome do(a) aluno(a): __________________________________________________________________
1. Identificou a faixa de luz visível no espectro eletromagnético?	( ) Sim.	( ) Não.
2. Associou a atividade do simulador com a atividade do CD?	( ) Sim.	( ) Não.
3. Participou dos debates e respeitou a opinião dos colegas?	( ) Sim.	( ) Não.
4. Relacionou as diferentes combinações de luzes à formação de novas cores?	( ) Sim.	( ) Não.
5. Participou ativamente da elaboração do painel do espectro eletromagnético?	( ) Sim.	( ) Não.
6. Identificou o uso da radiação em diversos aparelhos que facilitam o nosso dia a dia?	( ) Sim.	( ) Não.

Propor também aos alunos algumas questões relacionadas ao tema trabalhado, conforme a seguir.

1. O calor emitido pelo corpo humano está localizado em qual faixa do espectro?

Resposta: A radiação térmica, conhecida como calor, se manifesta na forma de infravermelho.

2. Qual das seguintes ondas é utilizada para a comunicação?

Resposta: Nos meios de comunicação utilizam-se ondas de baixa frequência, como micro-ondas e ondas de rádio.

3. Comparando os raios X à radiação ultravioleta, qual possui mais energia? Por quê?

Resposta: A onda mais energética é aquela que possui maior frequência de vibração. Observando o espectro, nota-se que as ondas de raio X apresentam maior frequência, portanto mais energia que a radiação ultravioleta.

Ampliação

Os alunos poderão repetir em casa o experimento feito em sala com o simulador e complementar com o simulador do filtro de cor, que está localizado na aba superior direita do simulador. Pedir aos alunos que expliquem seu funcionamento e comparem com os filtros de cor utilizados por fotógrafos.

Fonte: PNLD