Acessibilidade / Reportar erro
Revista Brasileira de Ensino de Física, Volume: 40, Número: 4, Publicado: 2018
  • O legado de Feynman visto por pesquisadores brasileiros Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Studart, Nelson

    Resumo em Português:

    Resumo Esse artigo apresenta os ensaios da edição especial da Revista Brasileira de Ensino de Física, comemorativa do centenário de nascimento de Richard P. Feynman. A partir de um depoimento pessoal de sua descoberta de Feynman, o autor busca complementar, com um pouco de história, os artigos de pesquisadores brasileiros convidados, que refletem suas visões sobre a física e o ensino de física, para as quais Feynman contribuiu decisivamente.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This article presents the essays of the special edition of the Revista Brasileira de Ensino de Física, celebrating the centenary of Richard P. Feynman's birth. From a personal testimony of his discovery of Feynman, the author seeks to complement, with few historical remarks, the articles of the invited Brazilian researchers, which reflect their views on physics and physics teaching, to which Feynman contributed decisively.
  • Lembrando Feynman Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Caticha, Nestor

    Resumo em Português:

    Resumo Anedotas sobre Feynman são abundantes e cada um que teve contato com ele, das mais diversas formas, tem algo a contar. Este texto não inclui nenhuma física e nem o propósito de discutir algo técnico. Simplesmente traz algumas lembranças das aulas de física teórica dadas por Richard P. Feynman e do ambiente no California Institute of Technology no começo da década de oitenta. Mais do que técnicas, a mensagem transmitida era sobre o prazer de fazer ciência, sobre a coragem frente à dúvida e sobre a honestidade intelectual. As citações são traduações do original na minha memória.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Anecdotes about Feynman are abundant and everyone who had contact with him, in any form whatsoever, has something to tell. This text does not include any physics nor has the purpose of discussing anything technical at all. It simply gathers some recollections from lectures on theoretical physics given by Richard P. Feynman and the environment at the California Institute of Technology in the early eighties. More than techniques, the message was about the pleasure of doing science, of courage in face of doubt, and intellectual honesty. Quotes are translations from the original in my memory.
  • Feynman e suas conferências sobre o ensino de física no Brasil Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Moreira, Ildeu de Castro

    Resumo em Português:

    Resumo Entre 1949 e 1966, o físico norte-americano Richard Feynman veio ao Brasil algumas vezes. Interagiu com físicos brasileiros, realizou pesquisas, deu cursos, fez conferências e participou do carnaval carioca. Por duas vezes, em 1952 e 1963, fez palestras sobre o ensino de física. Suas observações e opiniões sobre este ensino ganharam notoriedade ao serem divulgadas posteriormente em um de seus livros de grande circulação mundial: R. P. Feynman, “Está a brincar, Sr. Feynman!”. No livro, ele descreve situações de sua interação com estudantes brasileiros, que ilustram sua crítica ao ensino livresco, baseado na memorização e sem a dimensão investigativa e crítica. O objetivo deste trabalho é analisar as duas conferências de Feynman sobre o ensino de física no Brasil, avaliar a possível influência local de suas observações, críticas e sugestões, e buscar fazer, de maneira retrospectiva, algumas comparações preliminares sobre a situação atual do ensino de física e as considerações por ele feitas há mais de cinco décadas atrás. Reproduziremos, no final, a tradução da segunda conferência de Feynman, “O problema de ensinar física na América Latina” (1963) pelo interesse, ao menos histórico, que ainda guarda.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Between 1949 and 1966, the American physicist Richard Feynman came to Brazil a few itimes. He did research and interacted with local physicists, gave courses and lectures and participated in the Rio carnival. Twice, in 1952 and 1963, he lectured on physics teaching. His observations and insights on this teaching gained notoriety as they were later revealed in one of his world-wide books: R. P. Feynman, "You're joking, Mr. Feynman!" In the book he describes situations of his interaction with Brazilian students, which illustrate his criticism of book-based teaching, based on memorization and without the investigative and critical dimension. The objective of this work is to analyze Feynman's two lectures on physics teaching in Brazil, to evaluate the possible local influence of his observations, criticisms and suggestions, and to seek retrospectively some preliminary comparisons on the current situation of teaching physics in Brazil with the considerations he made more than five decades ago. We shall reproduce, in the end, the translation of Feynman's second lecture, "The Problem of Teaching Physics in Latin America" (1963).
  • O que diferencia as Feynman lectures de livros tradicionais? Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Karam, Ricardo

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo buscamos apontar alguns aspectos que diferenciam as Feynman lectures de livros tradicionais de física, com o objetivo de extrair princípios didáticos gerais que possam guiar uma discussão mais fundamentada sobre o que entendemos por qualidade no ensino de física.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this work an attempt is made to caracterize aspects that distinguish the Feynman lectures from traditional physics textbooks. The goal is to extract general didactical principles and contribute to a more informed discussion about quality in physics teaching.
  • Diagramas de Feynman: O poder de uma imagem Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Aguilar, Arlene Cristina

    Resumo em Português:

    Resumo O objetivo deste artigo é apresentar uma breve introdução aos diagramas de Feynman para a QED. Iniciaremos com uma sucinta descrição histórica de como esta técnica diagramática poderosa foi desenvolvida por Feynman. A seguir, introduziremos os elementos básicos i.e. propagadores e vértices, que compõem os diagramas. Discutiremos o significado físico associado aos diagramas e listaremos as regras de Feynman essenciais para cálculos em nível de perturbação mais baixa. Analisaremos três processos fundamentais da QED: o (i) espalhamento Bhabha, (ii) Compton e a (iii) aniquilação do par elétron-pósitron. Por fim, discutiremos como a série perturbativa em ordem mais alta é gerada graficamente para o caso específico do espalhamento Moller.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The purpose of this paper is to present a brief introduction to QED Feynman diagrams. We will start with a concise historical description of how this powerful diagrammatic technique was developed by Feynman. Next, the basic elements, i.e. propagators and vertices, which form the diagrams are presented. We discuss the physical meaning associated with the diagrams and list the main Feynman rules, which are needed for the calculations at the lower perturbation level. Then, the following three fundamental QED processes are analyzed: (i) Bhabha scattering, (ii) Compton and (iii) the annihilation of the electron-positron pair. Finally, we will discuss how the perturbative series, at higher order, is generated graphically for the specific case of the Moller scattering.
  • Feynman e as Integrais de Trajetória Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Viana, J. David M.

    Resumo em Português:

    Resumo O método de integrais de trajetória, desenvolvido por Feynman no artigo “Space-Time Approach to Non-Relativistic Quantum Mechanics” de 1948, é uma das formulações da teoria quântica que se junta, considerando a época do artigo, a duas anteriores: (i) a formulação, de certa forma o padrão apresentado em livros-textos, desenvolvida na década de 1920 por Schrödinger, Heisenberg, Dirac, Von Neumann, Born, Jordan e outros, e que se baseia no espaço de Hilbert e operadores que atuam nesse espaço, e (ii) a descrição no espaço de fase, também conhecida como a quantização de Moyal, que se baseia na função quasi-distribuição de Wigner proposta em 1932 e na lei de Correspondência de Weyl de 1927, e conduz à estrutura matemática não comutativa baseada no produto estrela (*). Neste trabalho, apresentamos uma revisão pedagógica de pontos considerados básicos para o desenvolvimento de Feynman. Destacamos a linha de pesquisa de Dirac na busca de analogias entre a Mecânica Clássica e a Mecânica Quântica, bem como os postulados formulados por Feynman no artigo acima citado, aspectos importantes para a compreensão da teoria mas pouco conhecidos e pouco divulgados de forma completa. Um exemplo é apresentado para elucidar o método e sua relação com a equação de Schrödinger dependente do tempo.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The method of path integrals developed by Feynman in the paper “Space-Time Approach to Non-Relativistic Quantum Mechanics” of 1948, is one way of formulating the quantum theory. This development joins previous ones: (i) the formulation developed by Schrödinger, Heisenberg, Dirac, Von Neumann, Born and Jordan, which is based on the Hilbert space, and (ii) the phase space picture also known as Moyal's Quantization which is based on the quasi- distribution function of Wigner proposed in 1932 and leads to the non-commutative mathematical structure defined by the star product (*). In this work, we present a pedagogical review of points considered basic for the development realised by Feynman. We emphasize Dirac's research line in the search for analogies between the classical and quantum mechanics as well a the postulates formulated by Feynman in the article quoted above. We note that these aspects although important for the comprehension of the path integrals formulation are little known and little divulged of complete form. In order to elucidate the method an example is presented and its relationship to time-dependent Schrödinger equation analyzed.
  • A Integral de Caminhos: Uma Ponte entre a Mecânica Quântica e a Mecânica Clássica Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Almeida, Alfredo M. Ozorio de

    Resumo em Português:

    Resumo A integral de caminhos de Feynman coloca de saída a ação clássica no cerne da evolução quântica. Ao invés de apenas contrastar a multiplicidade de caminhos quânticos com a raridade das trajetórias clássicas, podemos nos valer do princípio variacional que as identificam para construir abrangentes aproximações semiclássicas para o operador de evolução. A transformada de Fourier de seu traço fornece então a densidade de níveis quânticos de energia como uma soma sobre as órbitas periódicas clássicas: a fórmula do traço de Gutzwiller. As órbitas peródicas também explicam as correlações entre os níveis, seguindo padrões universais de matrizes aleatórias se o sistema clássico for caótico. Ao reverso, discrepâncias entre os espectros universais e os semiclássicos desvendaram correlações entre órbitas periódicas, nunca vislumbradas ao longo da história da mecânica clássica.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The Feynman path integral places the classical action in the very core of quantum evolution. Instead of contrasting the multiplicity of quantum paths with the scarcity of classical trajectories, we can avail ourselves of the variational principle by which they are identified. This leads to wide ranging semiclassical approximations for the evolution operator. The Fourier transform of the trace of this operator then supplies the density of quantum energy levels as a sum over the classical periodic orbits: The Gutzwiller trace formula. The periodic orbits also explain the correlations between levels, following universal classes of random matrices, if the classical system is chaotic. Conversely, discrepancies between the semiclassical spectra and the universal random matrix spectra uncouvered correlations between periodic orbits that had never been suspectected in the long history of classical mechanics.
  • Richard Feynman e a QED Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Pleitez, Vicente

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo comentamos e contextualizamos os dois principais artigos de Richard Feynman nos quais reformula a eletrodinâmica quântica incluindo o algoritmo da renormalização.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this article, we comment and contextualize the main works of Richard Feynman, which reformulate the quantum electrodynamics including the renormalization algorithm.
  • A eletrodinâmica quântica de Feynman – tradução de sua palestra Nobel Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Novaes, Marcel

    Resumo em Português:

    Resumo Apresentamos uma tradução para o português da palestra ministrada por Richard P. Feynman por ocasião do recebimento do prêmio Nobel de 1965.

    Resumo em Inglês:

    Abstract We present a portuguese translation of Richard P. Feynman's lecture on acceptance of the Nobel prize of 1965.
  • Há mais história lá embaixo - um convite para rever uma palestra Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Schulz, Peter A.

    Resumo em Português:

    Resumo Nesse artigo discute-se o papel de Richard Feynman na nanotecnologia a partir de um dos seus textos mais citados, a palestra There is plenty of room at the bottom – an invitation for a new Field of Physics. É discutido o contexto histórico da época de sua concepção, as possíveis inspirações nas quais o autor se baseou e a influência décadas depois, quando a palestra foi redescoberta e necessária no estabelecimento da nanotecnologia como campo do conhecimento.

    Resumo em Inglês:

    Abstract We discuss in this article Richard Feynman's role in nanotechnology from the point of view of one of his most cited texts, namely the speech There is plenty of room at the bottom – an invitation for a new Field of Physics. We discuss the historical context of the time it was conceived, possible inspirations for the author and the influence decades later, when the speech was rediscovered and necessary in establishing nanotechnology as a new field of knowledge.
  • Feynman, dissipação e computação quântica Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Caldeira, Amir

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo vamos procurar abordar a influência, direta ou indireta, que R. P. Feynman teve em duas áreas extremamente importantes para o desenvolvimento da física em nossos dias; a dissipação e a computação quântica. Em particular, vamos ainda descrever como estas duas linhas de pesquisa se conectam e nos ensinam como lidar com as limitações de um dos grandes desafios tecnológicos do momento; a construção de um computador quântico universal. Mais uma vez, Feynman aparece como figura central na origem da formulação de métodos e ideias que norteiam inúmeros pesquisadores que atuam nestas áreas do conhecimento.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this article we address the influence that R. P. Feynman had in two áreas extremely important for the development of physics nowadays: the dissipation and the quantum computation. In particular, we also describe how these two lines of research connect and teach us how to deal with the limitations of one of the major technological challenges of the moment: the construction of a universal quantum computer. Once again, Feynman appears as the central figure at the origin of the formulation of methods and ideas that guide many researchers working in these areas of knowledge.
  • Feynman, a superfluidez e a supercondutividade Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Farinas, Paulo F.

    Resumo em Português:

    Resumo É apresentada uma exposição breve e, na medida do possível, leve, das ideias em torno do entendimento da superfluidez e sua relação com a supercondutividade, com destaque ao papel de Richard Feynman. Tenta-se focalizar sobre o conteúdo das ideias em vez dos apectos sociais e históricos, cuja abordagem já popula a literatura.

    Resumo em Inglês:

    Abstract A brief display of the ideas leading to the understanding of superfluidity, and its relation to superconductivity, is attempted, with focus on the role of Richard Feynman. Emphasis is tried to be put on the physical aspects, rather than on the sociological and historical ones, as the latter are extensively covered in the literature already.
  • Feynman e os pólarons Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Studart, Nelson

    Resumo em Português:

    Resumo O estudo de quase-partículas formadas pela interação elétron-fônon em cristais iônicos (os pólarons) despertou o interesse de Feynman pela possibilidade de encontrar alguma conexão com a supercondutividade e por proporcionar uma aplicação direta do seu formalismo da eletrodinâmica quântica. Para calcular a energia do estado fundamental do pólarons, Feynman desenvolveu um método variacional que pode ser aplicado em cálculos de integrais de caminho e que o deixou satisfeito. Nesse trabalho, o artigo original de 1955 de Feynman é analisado com inserções de caráter histórico que contribuem para compreender a sua abordagem na solução de problemas.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The study of quasi-particles formed by the electron-phonon interaction in ionic crystals (the polarons) aroused Feynman's interest in the possibility of finding some connection with superconductivity and for providing a direct application of his formalism of quantum electrodynamics. To calculate the ground state energy of the polaron, Feynman developed a variational method that can be applied to calculations of path integrals and that gave him some pleasure. In this work, Feynman's original 1955 article is analyzed with historical insights that help to understanding his approach to problem solving.
  • A invenção dos pártons Seção Especial - Celebrando Os 100 Anos De Nascimento De Richard P. Feynman

    Escobar, Carlos Ourivio

    Resumo em Português:

    Resumo A invenção do modelo a pártons foi uma das maiores contribuições de Richard Feynman à moderna física de partículas. O modelo a pártons surge num momento crítico que é caracterizado pela polarização da física de partículas em duas escolas de pensamento, por um lado a assim chamada democracia nuclear que postulava serem todos hádrons igualmente fundamentais e por outro lado a que começava a formar-se ao redor dos recém propostos quarks e sua utilização, num primeiro momento não como constituintes fundamentais dos hádrons mas sim como entidades matemáticas expressando simetrias de uma teoria quântica de campos (TQC) subjacente, embora ainda desconhecida para as interações fortes. O modelo a pártons transforma-se em pouco tempo numa ferramenta fundamental para a construção desta TQC, chamada Cromodinâmica Quântica, ajudando a promover os quarks de entidades matemáticas a constituintes fundamentais dos hádrons.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The invention of partons by Richard Feynman was one of his most important contributions to modern particle physics. The parton model appears at a critical moment characterized by the polarization of particle physics in two opposing schools of thought: on the one hand, the so called nuclear democracy, postulating that all hadrons are equally fundamental and on the other hand a school of thought that was starting to form around the idea of quarks and their use at first, not as fundamental constituents of hadrons, but rather as mathematical entities reflecting the internal symmetries of an underlying quantum field theory (QFT) for the strong interaction, at that point still unknown. The parton model rapidly became an important tool in the construction of this QFT, named Quantum Chromodynamics, helping to promote quarks from mathematical entities to fundamental constituents of the hadrons.
  • Teorias de gauge a la Utiyama Artigos Gerais

    Acevedo, O.A.; Cuzinatto, R.R.; Pimentel, B.M.; Pompeia, P.J.

    Resumo em Português:

    Resumo Revisamos a construção da teoria de gauge para os grupos de Lie semi-simples realizada por Utiyama em seu trabalho “Interpretação da Interação por Invariância Teórica”[1]. Mostramos que para manter a invariância de um sistema de campos ϕA(x) sob um grupo de transformações a n parâmetros ϵa(x) dependentes do ponto xμ é necessário introduzir um novo campo Aμa(x). Este campo auxiliar interage com ϕ como manifesto pela derivada covariante ∇μϕA. Determinamos a lei de transformação de Aμa sob o grupo mencionado e calculamos o tensor intensidade de campo Fμνax. Especificamos, ainda, a corrente conservada Jaμ associada à invariância do sistema completo. Encerramos aplicando a teoria aos casos da partícula carregada em um campo eletromagnético e do potencial de Yang-Mills sob transformações de um campo de spin isotópico; fazemos breves comentários sobre o campo gravitacional como teoria de gauge e sobre a extensão da teoria de Utiyama na situação em que LA=LAAμa;∂νAμa;∂ρ∂νAμax.

    Resumo em Inglês:

    Abstract We review the construction of the gauge theory for semi-simple Lie groups by Utiyama in “Invariant Theoretical Interpretation of Interaction”[1]. It is shown an auxiliary field Aμax must be introduced in order to keep the system of fields ϕAx invariant under a transformation group depending on n parameters ϵax. This auxiliary field interacts with ϕ through the covariant derivative ∇μϕA. We determine the transformation law for Aμa under the xμ-dependent Lie group and calculate the field strength Fμνax. Moreover, we specify the conserved current Jaμ related to the invariance of the complete system. The paper ends with the application of the general theory to the cases of the charged particle in an electromagnetic field and of the Yang-Mills potential under isotopic spin space transformations; we briefly address the matter of the gravitational field as a gauge theory; finally, we comment on the extension of Utiyama's theory for LA=LAAμa;∂νAμa;∂ρ∂νAμax.
  • Construindo transformadas finitas usando a Teoria de Sturm--Liouville Artigos Gerais

    Rispoli, Vinicius Carvalho; Amorim, Ronni; Nunes, Ana Paula Castro

    Resumo em Português:

    Resumo Problemas de valores inicial e de contorno são muito comuns na Física, Matemática e Engenharia. Eles podem modelar diversos tipos de problemas relacionados a difusão de calor e a vibração de membranas, por exemplo. Quando se deseja encontrar a solução analítica desses problemas podemos encontrar dificuldades extras quando as equações e também as condições de contorno que descrevem os fenômenos são não-homogêneas. Desta forma, neste trabalho apresentamos uma técnica de solução de problemas de valores iniciais e de contorno por meio de transformações integrais. O diferencial da apresentação está na construção da transformada integral apropriada à solução do problema. Essas transformadas são conhecidas como transformadas finitas e neste caso elas estão relacionadas a um problema de Sturm–Liouville associado com o operador diferencial ligado à equação diferencial. Como exemplo do desenvolvimento e aplicação da ferramenta, resolvemos dois problemas de difusão de calor em coordenadas espaciais distintas. A apresentação do trabalho segue de forma pedagógica e autocontida. Sendo assim, esperamos que o leitor compreenda a técnica e possa utilizá-la na resolução de outros problemas envolvendo equações diferencias parciais.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Initial and boundary value problems are very common in physics, mathematics, and engineering. They can model many types of problems related to heat diffusion and membrane vibration, for example. When the analytical solution of these problems is needed one may find extra difficulties when the boundary conditions that describe the phenomena are nonhomogeneous. In this way, in this work is presented a technique for solving initial and boundary problems by means of integral transformations. The differential of the presentation is in the construction of the integral transform appropriate to the solution of the problem. These transformations are known as finite transforms and in this case they are related to a Sturm--Liouville problem associated with the differential operator connected to the differential equation. As an example, we solve two problems of heat diffusion in different spatial coordinates systems. The presentation of the work follows in pedagogically and self-contained fashion. Therefore, we expect the reader to understand the technique and can use it in solving other problems involving partial differential equations.
  • O arco de violino Artigos Gerais

    Fomin, Igor Mottinha; Schafhauser, Lucas Guilherme; Matos, Jorge Luis Monteiro de; Nisgoski, Silvana; Freitas, Thiago Corrêa de

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo será feita uma discussão sobre alguns dos principais aspectos do arco de violino. Uma descrição da sua evolução histórica justifica a atual forma geométrica e a sua estrutura é descrita na seção que trata do arco moderno. Os materiais, aqueles historicamente utilizados e as possibilidades alternativas, são tema de seção específica. A última seção trata das propriedades físicas do arco e de como este pode ser caracterizado em função destas, trazendo uma relação entre conceitos físicos e a sua aplicação no arco de violino.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this article a discussion will be made about some of the main aspects of the violin bow. A description of its historical evolution justifies the present geometrical shape and its structure is described in section which deals with the modern bow. The materials, those historically used and alternative possibilities, are the subject of a specific section. The final section deals with the physical properties of the bow and how it can be characterized by these properties, bringing a relationship between physical concepts and their application on the violin bow.
  • O pêndulo invertido sob diferentes perspectivas Artigos Gerais

    Luchese, Thiago de Cacio

    Resumo em Português:

    Resumo Três diferentes explanações sobre o fenômeno da oscilação invertida de um pêndulo com pivô verticalmente forçado são apresentadas. Duas destas abordagens estão descritas na literatura e uma compilação de resultados é apresentada, enquanto que a terceira visa estimular estudantes a associarem ferramentas matemáticas com a descrição do fenômeno físico observado, em uma busca de quantificá-lo, mesmo que de modo aproximado. A possibilidade de separação em distintas escalas de tempo de um único fenômeno factível em sala de aula torna-se muito nítida, sendo a utilidade e as limitações desse tipo de descrição temporalmente escalonada explicitadas. Ao término da apresentação das diferentes explanações alguns resultados numéricos são comparados com a terceira abordagem, trazendo a realidade atual de investigação científica: as simulações computacionais. Trata-se de uma oportunidade ímpar para estudantes terem contato com ferramentas matemáticas diversas tendo a intuição física guiando suas aplicações.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Three different explanations for the phenomenon of inverted oscillation of a pendulum with vertically forced pivot are presented. Two of these approaches are present in the literature and a compilation of results have been presented, while a third one aims to stimulate students to associate mathematical tools with the description of the observed physical phenomenon, searching for a quantification, even approximated. The possibility of separating into different time scales of a single phenomenon feasible in the classroom becomes very clear, and the utility and limitations of this type of description are exposed. At the end of the presentation of the different explanations some numerical results are compared with the third approach, bringing the current reality of scientific research: computational simulations. It is an unparalleled opportunity for students to come in contact with diverse mathematical tools with physical intuition guiding their applications.
  • The meanings of mass and E = mc2: an approach based on conceptual maps Articles

    Kneubil, Fabiana B

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this work, we discuss transformations in the meaning of the concept of mass, which are important to physics teaching, by means of three conceptual schemes, which emphasize visual patterns of knowledge organization. We begin by discussing how the meaning of a physical concept is constructed, through its relations with others. In physical theories, these connections usually involve mathematical operations. We focus on the concept of mass and its changes in three different contexts, namely classical mechanics, electromagnetism and relativity. Modifications are displayed as shifts in its relative position in conceptual schemes. These schemes enforce visual knowledge and may be used as didactical tools for teaching the subject, since they stress both the signification of mass in classical mechanics and its re-signification in relativity. This paves the way for a discussion of different approaches adopted for teaching the mass-energy relation in relativity, expressed by the famous formula E=mc2. As the terms rest mass, relativistic mass and invariant mass, which have different ontological and epistemological contents, are part of this discussion, we consider the main approaches to mass present in both relativity textbooks and discourses by some influential physicists.
  • Uma abordagem pedagógica no ensino da computação quântica com um processador quântico de 5-qbits Artigos Gerais

    Rabelo, Wilson R.M.; Costa, Maria Lúcia M.

    Resumo em Português:

    Resumo Nosso trabalho consistiu em analisar um processador quântico real, chamado IBM Q experience (IBM-Q), como um recurso pedagógico na aplicação de conceitos da computação quântica. Este processador de 5-qbits pode ser acessado remotamente pela internet através de uma plataforma desenvolvida pela empresa de tecnologia IBM. Nos concentramos na caracterização do IBM-Q referente a vários aspectos práticos e metodológicos. Avaliamos quais seriam as principais condições para o acesso a esse processador quântico e, quanto a sua utilização, avaliamos a sua interface com respeito a simplicidade e execução. Em nossa análise, os resultados de projetos executados no IBM-Q estão de acordo com as previsões teóricas. Nossos resultados também demonstram a eficácia do IBM-Q como um recurso pedagógico, voltado para tarefas como montagem e execução de blocos simples de circuitos quânticos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Our study consisted in analyzing a real quantum processor, called IBM Q experience (IBM-Q), as a pedagogical resource for the application of quantum computing concepts. This 5-qubits processor can be accessed remotely by internet using a platform developed by IBM technology company. We focused on characterizing several practical and methodological aspects of the IBM-Q. We have evaluated the main conditions for accessing this quantum processor and the interface quality regarding to simplicity and execution. In our analysis, the results of the computational projects are in agreement with the theoretical predictions. The overall results have also demonstrated the IBM-Q is an effective pedagogical resource, focused on tasks such as and assembly execution of simple blocks of quantum circuits.
  • Introdução ao problema de enovelamento de proteínas: uma abordagem utilizando modelos computacionais simplificados Artigos Gerais

    Godoi Contessoto, Vinícius de; Oliveira Junior, Antonio Bento de; Chahine, Jorge; Oliveira, Ronaldo Junio de; Pereira Leite, Vitor Barbanti

    Resumo em Português:

    Resumo Este trabalho tem como objetivo introduzir estudantes de física e áreas afins ao problema de enovelamento de proteína. A proteína é uma macromolécula biológica de grande importância para os seres vivos. Entender como esta macromolécula encontra uma configuração tridimensional e funcional, tomando como a priori a informação presente em uma sequência linear de diferentes aminoácidos, é uma questão relevante e envolve pesquisadores de diversas áreas do conhecimento. Neste trabalho, é apresentada uma introdução sobre a importância das proteínas e suas principais características, além de mostrar um breve histórico do estudo de enovelamento de proteínas e como esses trabalhos convergem na construção da teoria de Superfície de Energia. São descritos alguns modelos teóricos e computacionais, desde as primeiras abordagens em modelos analíticos até a construção de modelos baseados em estruturas para simulações. Também são apresentados e discutidos alguns resultados esperados em cada modelo utilizado.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This work aims to introduce students of physics and related areas to the problem of protein folding. Proteins are biological macromolecules of great importance to living things. The understanding of how this macromolecule finds a three-dimensional and functional structure, using the information present in a linear sequence of different amino acids, is a relevant question which involves researchers from different areas of knowledge. This work discusses the importance and the main properties of proteins and presents a brief history of protein folding studies and how these works converge to the Energy Landscape theory. There are described some theoretical and computational models from analytical approaches to the development of the Structure-Based Models for simulations. Here it is also presented and discussed some expected results for each used model.
  • Habitabilidade cósmica e a possibilidade de existência de vida em outros locais do universo Artigos Gerais

    Vieira, Frederico; Machaieie, Dinelsa; Fornazier, Karin; Corazza, Lia; Castro, Manuel; Vilas-Boas, José Williams; Cecatto, José Roberto; Wuensche, Carlos Alexandre

    Resumo em Português:

    Resumo Este artigo aborda alguns aspectos relacionados ao conceito de vida como a conhecemos e explora a relação entre a evolução química do Universo e a produção dos elementos básicos da química prebiótica. Baseando-se no Modelo Cosmológico Padrão, são descritas as condições cosmológicas que levaram ao surgimento desses elementos e são mostradas evidências de que o Universo, em seus estágios primordiais, dispunha de elementos capazes de produzir substâncias orgânicas. É feita uma breve abordagem de como a química em ambientes astrofísicos leva à formação de compostos que fazem parte da cadeia de reações que conduz à formação dos "tijolos da vida". Finalmente, levantamos a hipótese que o universo poderia ter zonas habitáveis a partir dos primeiros 30 milhões da anos e que a condição de habitabilidade tem estreita relação com a sua evolução química, mesmo quando se leva em consideração a hipótese de diferentes universos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This article discusses some aspects related to the concept of life as we know it and explores the relationship between the chemical evolution of the Universe and the production of the basic elements of prebiotic chemistry. Based on the Standard Cosmological Model, the cosmological conditions that led to the appearance of these elements are described and evidences are shown that the Universe, in its primordial stages, had elements capable of producing organic substances. Next section gives a short overview on how chemistry in astrophysical environments leads to the formation of compounds that are part of the chain of reactions that leads to the formation of the "bricks of life." Finally, we mention that the universe could have habitable zones from the first 30 million years and that the habitability condition has a close relation with its chemical evolution, even when one takes into account the hypothesis of different universes.
  • Una actividad experimental fundamental sobre efecto Hall Articles

    Baccino, Daniel; Falcón, Sergio Leopoldo; Trinidad, Guzmán Pablo

    Resumo em Português:

    Resumo Es poco frecuente encontrar dispositivos de bajo costo que muestren el efecto Hall en laboratorios de física de enseñanza media. Presentamos un montaje y una actividad experimental asociada en la que se mide dicho efecto en bismuto. La importancia tecnológica y científica de fenómenos de interacción entre campos y corrientes fundamenta la inclusión de su tratamiento en los cursos básicos de física.

    Resumo em Inglês:

    Abstract It is rare to find low-cost devices that show the Hall effect in middle school physics laboratories. We present a montage and an associated experimental activity in which this effect is measured in bismuth. The technological and scientific importance of phenomena of interaction between fields and currents bases the inclusion of its treatment in the basic courses of physics.
  • Eletrostática em sistemas coloidais carregados Artigos Gerais

    Ramos, Igor Rochaid Oliveira; Braga, João Philipe Macedo; Ataíde, João Vitor Alencar; Lima, Alexsandro Pereira; Holanda, Lino

    Resumo em Português:

    Resumo Neste trabalho apresentamos um estudo da eletrostática aplicada aos sistemas coloidais cujo intuito é fornecer aos alunos de graduação e pós-graduação em Física um material didático complementar que possibilite uma visão mais ampla dos conceitos estudados em sala através de uma aplicação direta da teoria. Para tanto, utilizamos um modelo de um sistema coloidal a partir do qual derivamos as expressões para a Força, Campo e Potencial elétricos, tanto de distribuições discretas de carga como para distribuições contínuas. Encontramos ainda equações equivalentes para a Lei de Gauss, tanto na forma integral como na forma diferencial.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this work we present a study of the electrostatics applied to colloidal systems whose purpose is to provide undergraduate and postgraduate students in Physics with a broader view of the concepts studied in the classroom by direct application of the theory. To do so, we used a model of a colloidal system from which we derive the expressions for the Electric Force, Field and Potential, both for discrete and continuous charge distributions. We also find equivalent equations for the Gauss's Law, both in integral and differential forms.
  • Polarización de la luz: conceptos básicos y aplicaciones en astrofísica Articles

    Rodríguez, Jenny Marcela

    Resumo em Espanhol:

    Resumo La astrofísica permite entender aplicaciones concretas de la leyes físicas y constituye una herramienta didáctica para la enseñanza de la física. Específicamente conceptos de la física electromagnética como la polarización de la luz que permite estudiar diferentes objetos astrofísicos como: estrellas, planetas y galaxias. Este trabajo presenta una revisión histórica del fenómeno de polarización, conceptos físicos básicos, descritos desde las ecuaciones de Maxwell; serán presentados conceptos como los estados de polarización, los parámetros de Stokes y los procesos de polarización. Además algunas aplicaciones en la física solar, sistemas planetarios, materia interestelar, Masers astronómicos, púlsares y núcleos activos de galaxias (AGNs).

    Resumo em Inglês:

    Abstract The astrophysics allows to understand applications about physical laws and it constitutes a powerful, didactic tool for the teaching. Concepts of the electromagnetism, such as the polarization of the light let us study different astronomical objects, such as stars, planets and galaxies. This work shows an historical revision about the polarization, physical concepts described by Maxwell's equation. Also, some concepts as polarization states, Stokes parameters and polarization processes will be presented. As well applications in solar physics, planetary systems, interstellar matter, Astronomical Massers, pulsars and Active Galactic Nuclei will be described in this article.
  • Aplicação do Problema Restrito de Três Corpos no estudo do movimento de astros do sistema solar Artigos Gerais

    Macedo, Gabriel da Silva; Roberto Junior, Artur Justiniano

    Resumo em Português:

    Resumo Após uma revisão na literatura vimos que o Problema Restrito de Três Corpos (PRTC) é um tema com algumas publicações voltadas, principalmente, para a resolução do problema matemático, com muito poucas aplicações em situações reais e contextualizadas. Além disso, ao analisarmos alguns livros textos de mecânica clássica utilizados nos cursos de física, observamos que o PRTC não é desenvolvido e explorado didaticamente. Apoiados nessas análises o nosso objetivo neste trabalho é apresentar, desenvolver e aplicar o PRTC para simular as órbitas de dois astros do sistema solar: a do asteroide troiano da Terra, 2010 TK7, e a libração de Plutão devido a Netuno. Para resolver as equações diferencias do PRTC utilizamos o método de Cauchy em um código escrito na linguagem de programação Python. Nos dois casos estudados conseguimos verificar as trajetórias, valores e comportamentos orbitais dos astros. Por isso, entendemos que o PRTC pode ser aplicado para simular o movimento de diversos astros do sistema solar e, consequentemente, ser utilizado como um recurso pedagógico para contextualizar conceitos de mecânica celeste e dinâmica orbital. Uma vez que ele se relaciona com o estudo das equações diferencias, com a gravitação universal e com os métodos numéricos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract After a review in the literature we have seen that the Restricted Three-Body Problem (RTBP) is a topic with some publications focused, primarily, on resolution of the mathematical problem, with very few application in real and contextualized situations. In addition, in analyzing textbooks of classical mechanics we observed that the RTBP is not developed and didactically explored. Based on this facts, our objective in this work is to present, develop and apply the RTBP to simulate the orbits of two objects in the solar system : motion of Earth-trojan asteroid 2010 TK7 and libration of pluto due to Neptune. To solve differential equations of RTBP we uses the cauchy method in a code written in the Python programming language. With this work we hope to demonstrate that the study of the RTBP can be used to contextualize some concepts of celestial mechanics and orbital dynamics.Since it is related to the study of differential equations, with universal gravitation and numerical methods.
  • Enfoque histórico en la enseñanza del campo electro magnético Physics Education Research

    Tobaja, Luis Manuel; Gil, Julia

    Resumo em Português:

    Resumo Actualmente se acepta que la introducción de la Historia de la Ciencia en la enseñanza de las ciencias ha resultado fructífera en la mejora de la actitud de los alumnos ante la ciencia y en la mejor comprensión de los métodos de la ciencia. Se ha realizado una experiencia didáctica con alumnos del último curso de bachillerato científico en la asignatura de física consistente en la enseñanza del campo electromagnético (CEM) e inducción magnética mediante una secuenciación histórica de los descubrimientos e interpretaciones teóricas ocurridos en la primera mitad del siglo XIX en este ámbito. Realizado un estudio cuasiexperimental con pretest y postest, se muestra que los alumnos que han seguido la secuenciación histórica mejoran más que el grupo de control en reconocimiento de la labor de los científicos, en comprensión de la metodología científica y en adquisición de conocimientos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Currently, it is widely accepted that the establishment of the History of Science in the education of general Sciences has been fruitful and productive developing into a better attitude on the students' side, as well as the improved understanding of the methods Science uses. Concerning this issue, a didactic and pedagogical training has been undertaken with a group of senior students in their last academic year. The experiment has been developed on the electromagnetic and the magnetic induction fields by means of a historical sequencing of discoveries likewise theoretical interpretations and judgements of the first part of the XIX century. Once the quasi experimental research with pre-test and postest was carried out, the results show that, in the case of those students who followed a historical sequencing, they have improved more than the control group in the areas of the recognition of Scientists' work, in the understanding of the Scientific Methodology and the knowledge acquisition.
  • Dificuldades na aprendizagem de Física sob a ótica dos resultados do Enem Pesquisa Em Ensino De Física

    Barroso, Marta F.; Rubini, Gustavo; Silva, Tatiana da

    Resumo em Português:

    Resumo Os resultados do Exame Nacional do Ensino Médio constituem uma ferramenta importante para diagnóstico das deficiências do ensino no final de um ciclo formativo, uma fonte relevante de dados para a avaliação do que foi aprendido pelos estudantes ao final do ensino médio. Neste trabalho, apresentam-se doze questões selecionadas das provas de Ciências da Natureza do Enem no período entre 2009 e 2014, classificadas disciplinarmente como "questões de física", nas quais algumas das alternativas de respostas revelam concepções não científicas bem delimitadas e descritas na literatura. A partir do desempenho nessas questões dos estudantes concluintes do ensino médio no ano do exame, fazem-se observações a respeito do processo de aprendizagem em física na educação básica. Esse estudo revela que há algumas dificuldades permanentes na compreensão de conceitos básicos de mecânica, fenômenos térmicos e ótica geométrica. Muitas dessas questões evidenciam a presença e eventual predominância de concepções não científicas. Mesmo com as dificuldades para modificar estas concepções, os resultados revelam que, apesar de todo o esforço desenvolvido de pesquisa desde os anos 1980, houve pouco impacto dos resultados no processo de ensino e aprendizagem, e pequena incorporação deste conhecimento acumulado nos materiais didáticos e nos cursos de formação de professores.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The results of the National High School Examination (ENEM) are an important tool for a diagnosis of educational deficiencies at the end of a training cycle. This exam is a relevant source of data for the evaluation of what is learned by high school students. In this paper, twelve selected questions are presented, from the Natural Sciences exam in the period between 2009 and 2014, questions that were classified as "physics questions", in which the alternatives reveal well-delimited non-scientific conceptions described in the literature. From the students' performance on these items, observations about the learning process in physics in basic education are made. This study reveals that there are some permanent difficulties in understanding basic concepts of mechanics, thermal phenomena and geometric optics. Many of these questions point to the presence and even predominant role of non-scientific conceptions described in the research literature in physics teaching. Even knowing how difficult it is to modify these conceptions, the results reveal that, despite all the research effort in physics teaching since the 1980s, there was little impact of the results in the learning process, and only a few changes incorporating this knowlege in the didactic materials and in the teacher training courses.
  • Atividades investigativas e o desenvolvimento de habilidades e competências: um relato de experiência no curso de Física da Universidade Federal do Pará Pesquisa Em Ensino De Física

    Fraiha, Simone; Paschoal Jr, Waldomiro; Perez, Silvana; Tabosa, Clara E.S.; Silva Alves, João Paulo da; Silva, Charles Rocha

    Resumo em Português:

    Resumo Neste trabalho apresentamos um relato de experiência de uma disciplina piloto implementada em uma turma de ingressantes no curso de graduação em Física (licenciatura e bacharelado) da Universidade Federal do Pará, durante o primeiro semestre de 2017. Tendo como base o uso de atividades investigativas no ensino, durante o semestre de trabalho, os estudantes foram divididos em equipes e a cada uma delas foi proposto um problema de Ciências em aberto, para o qual os alunos tiveram que emitir hipóteses, planejar um aparato experimental, coletar dados e interpretar os resultados de forma a responder o problema proposto. Na análise da proposta didática, apresentamos os principais aspectos pontuados pelos professores que aplicaram a metodologia. Em se tratando diretamente dos estudantes, pôde-se perceber um maior engajamento nas atividades propostas pelo professor e um aumento da autoeficácia. Indiretamente, observou-se um maior respeito à liberdade criativa e ao ritmo de aprendizado de cada aluno no que tange ao aprendizado dos conceitos de Física relevantes, bem como ao desenvolvimento de competências relacionadas à capacidade de resolver problemas de pesquisa e do seu cotidiano. Entre outros aspectos pontuados pelos professores destacam-se uma sensibilidade da metodologia à turma, bem como à escolha dos problemas propostos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this work we present an experience report of a pilot discipline implemented in a group of students enrolled in the undergraduate course in Physics (licentiate and bachelor's degree) at the Federal University of Pará, during the first semester of 2017. Based on the use of investigative activities, during the semester, the students were divided into teams and for each them it was proposed an open-ended science problem, for which students had to make hypotheses, plan an experimental apparatus, collect data and interpret the results with the goal of responding the proposed problem. In the analysis of the didactic proposal, we present the main aspects punctuated by the teachers who applied the methodology. When dealing directly with the students, there was a greater involvement in the activities proposed by the teacher and an increase in self-efficacy. Indirectly, there was a greater respect for the creative freedom and learning pace of each student in learning the relevant physics concepts, as well as the development of competences related to the ability to solve research problems and in their daily life. Among other points scored by teachers, a sensitivity of the methodology to the class is highlighted, as well as to the choice of proposed problems.
  • O ensino do spin: uma abordagem integrada a tecnologia e a sociedade Produtos E Materiais Didáticos

    Belançon, Marcos Paulo

    Resumo em Português:

    Resumo Neste trabalho apresento uma abordagem revisada do Spin para um curso introdutório de física moderna. Essa proposta é elaborada considerando o ponto de vista de que habitualmente o Spin é apresentado como um “objeto estranho”; ele sugere aos alunos que os elétrons estão girando basicamente no mesmo instante em que os alunos são apresentados a mecânica ondulatória, onde partículas clássicas não existem mais. Aqui, busco apresentar o Spin respeitando a ordem cronológica de sua concepção, discutindo os artigos originais e o que pensaram os principais autores que coletivamente contribuiram para a teoria. Paralelamente, isso é feito contextualizando a importância tecnológica que o Spin desempenha em nossa sociedade.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this work I present an revised approach to the Spin for an introductory course of modern physics. This proposal is elaborated considering the point of view that oftenly the Spin is presented as a “strange object”; it suggests to the students that electrons are spinning basically in the same instant that those students are presented to ondulatory mechanics, where classical particles no longer exists. Here, I look for present the Spin regarding the cronological order as it was conceived, discussing the original articles and what though the main authors that collectivelly contributed to the theory. At the same time, this is made contextualizing the technological importance that is played by the Spin in our society.
  • Aprimorando e validando um fotogate de baixo custo Produtos E Materiais Didáticos

    Macêdo, Josué Antunes de; Pedroso, Luciano Soares; Costa, Giovanni Armando da

    Resumo em Português:

    Resumo Este trabalho apresenta o desenvolvimento e validação de um instrumento de baixo custo que pode ser utilizado para medidas de intervalos de tempo, e em outros experimentos de física. Propõe-se a construção de um fotogate aliando a simplicidade e a economia, o que o torna mais simples e barato do que aqueles que se encontram no mercado. A construção desse instrumento baseia-se na utilização de um resistor dependente de luz (LDR) e um apontador LASER, com conexões simples e elementares o que o caracteriza como instrumento de medida de baixo custo. A sua validação ocorreu através da comparação entre os resultados do momento de inércia de uma barra homogênea e delgada e os experimentos realizados em um laboratório, comprovando sua efetividade como instrumento de coleta de variação de tempo. Propõe-se ainda uma atividade experimental, cujo objetivo é determinar o ponto de aterrissagem de uma esfera lançada horizontalmente do tampo de uma mesa, a uma velocidade qualquer. O seu uso tende a facilitar a difusão e o acesso a este tipo de instrumento de medidas entre professores do ensino médio e instituições de ensino, sendo ideal para constituir um laboratório de ciências.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This paper presents the development and validation of a low cost instrument that can be used for time interval measurements, and in other physics experiments. It is proposed to build a photogate combining the simplicity and economy, making it simpler and cheaper than those on the market. The construction of this instrument is based on the use of a light-dependent resistor (LDR) and a LASER pointer, with simple and elementary connections, which characterizes it as a low-cost measuring instrument. Its validation was carried out by comparing the results of the moment of inertia of a homogeneous and thin bar and the experiments carried out in a laboratory, proving its effectiveness as a time variation collection instrument. It is also proposed an experimental activity, whose objective is to determine the landing point of a sphere thrown horizontally from the top of a table at any speed. Its use tends to facilitate the diffusion and access to this type of instrument of measures between high school teachers and educational institutions, being ideal to constitute a science laboratory.
  • Divulgacão e ensino de Astronomia e Física por meio de abordagens informais Produtos E Materiais Didáticos

    Costa Junior, Edio da; Fernandes, Bruno da Silva; Lima, Guilherme da Silva; Siqueira, Andreza de Jesus; Paiva, Jéssica Natália Miranda; Santos, Marina Gomes e; Tavares, João Pedro; Souza, Taynara Vitória de; Gomes, Thaciara Marcela Ferreira

    Resumo em Português:

    Resumo A Astronomia é uma das mais antigas ciências naturais, tendo sido desenvolvida por diferentes civilizações e com distintos propósitos nos últimos milênios. No Brasil, vários tópicos astronômicos permeiam a educação básica, tanto em nível fundamental quanto médio. Somado a isso, nas últimas décadas vem crescendo o número de pesquisas e o interesse pela divulgação científica e pelo ensino em espaços não-formais de educação. As atividades educacionais e a divulgação científica nesse contexto, se bem exploradas, podem contribuir para a socialização e a popularização de conhecimentos sobre Astronomia. Além disso, podem servir de suporte à formação de professores e alunos. Dessa forma, o debate sobre o tema é importante e deve ser instigado tanto no âmbito não acadêmico quanto no âmbito da formação docente e discente. Frente a isso, um projeto de extensão da Coordenadoria de Física (CODAFIS) do Instituto Federal de Minas Gerais - Campus Ouro Preto (IFMG-OP) foi iniciado em 2011, oferecendo observações e atividades sobre Astronomia para a população local e das cidades vizinhas. Desde então, mais de 7.000 pessoas já participaram das ações, demonstrando o imenso potencial do tema. As discussões sobre Astronomia levam normalmente a discussões sobre Física, quando conceitos e vários outros assuntos podem ser tratados de forma aplicada, fomentando o interesse por esses temas. No entanto, atividades mal elaboradas ou mal desenvolvidas podem gerar reações adversas no público, causando resistência com relação ao assunto. Assim, esse artigo tem como objetivo principal identificar elementos que podem culminar com a não efetividade das atividades de observação. Além disso, busca-se identificar parâmetros que sejam determinantes para o êxito das ações, além de compartilhar conhecimentos empíricos obtidos com o desenvolvimento do projeto e encorajar grupos, acadêmicos ou não, a desenvolverem atividades astronômicas similares em ambientes formais e não-formais de ensino e também em diferentes regiões do país.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Astronomy is one of the oldest natural sciences and have been developed by different civilizations and with different purposes in the last millennia. In Brazil, several astronomical topics are teached in basic education, both at the fundamental and medium levels. In addition, the number of researches and activities about scientific dissemination and teaching in non-formal places is increasing. Educational activities and scientific dissemination in this context, if well done, can contribute to the socialization and popularization of astronomy knowledge. Besides that, they can help to improve the knowledge of teachers and students. In this way, the debate on the subject is important and should be instigated both in the non-academic context and in the scope of teacher and student training. In this way, a practical project of the Physics Department (CODAFIS) of the Federal Institute of Minas Gerais - Campus Ouro Preto (IFMG-OP) was started in 2011, offering observations and activities on Astronomy for the local population and neighboring cities. Since then, more than 7,000 people have attended the actions, which shows the large potential of the theme. Astronomy discussions naturally lead to Physics, when concepts and many other subjects can be treated in an applied way. In general, people are more interested in activities in this context than in traditional teaching environments. However, poorly designed or poorly developed activities can generate adverse reactions in the public, leading to dislike on the subject. Thus, this article's main objective is to identify elements that can culminate with the non-effectiveness of the observation activities. In addition, it seeks to identify parameters that are determinant for the success of the actions, in addition to sharing empirical knowledge obtained with the development of the project and to encourage groups, academic or otherwise, to develop similar astronomical activities in formal and non-formal educational environments and also in different regions of the country.
  • Comparing the Schrödinger and Dirac Descriptions of an Electron in a Uniform Magnetic Field Produtos E Materiais Didáticos

    Villamizar, David Velasco; Russell, Benjamin

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this article we present a detailed description, using ladder operators, of an electron in a uniform magnetic field evolving under the Schrödinger equation. We go on to describe the same physical system in terms of relativistic quantum mechanics using the Dirac equation and to compare the two models in detail. The main differences between these two quantum mechanical approaches are discussed and we observe specifically how the relativistic phenomena modify the description of this particular quantum system by isolating effects which only exist in the relativistic model.
  • Dispositivo para estudo de ressonância e elasticidade em hastes cilíndricas Produtos E Materiais Didáticos

    Reis, Renan dos; Ito, Pedro Hiroshi Ely; Felicio, Solano Elias Souza; Paiva, Fernando Fernandes

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo propomos um dispositivo para demonstrações em sala de aula de ressonância em hastes cilíndricas. O dispositivo consiste em um aro com hastes de diferentes comprimentos ligado a uma fonte de vibração. Alterando-se a frequência de vibração, as hastes entram em ressonância, permitindo uma análise qualitativa dos modos de vibração. Apresentamos um modelo simplificado para descrever os harmônicos das hastes, o qual liga suas características geométricas e materiais com a frequência de ressonância. Especificamente, mostramos que a frequência de ressonância é inversamente proporcional ao quadrado do comprimento de uma haste e que, dadas frequência, geometria e densidade de uma haste, podemos obter o módulo de elasticidade do seu material. Validamos o modelo pelos resultados experimentais e propomos novas aplicações para o dispositivo.

    Resumo em Inglês:

    Abstract We propose a device for classroom demonstrations of resonance in cylindrical beams. It comprises a set of beams of different lenghts attached to a ring linked to a vibration source. By adjusting the vibration frequency, one makes beams resonate, allowing qualitative analysis of the vibrational modes. We give a simplified model for the resonance modes, linking each beam's geometry and material to its resonance frequencies. We show that a mode's frequency is inversely proportional to beam length squared, and that given a mode's frequency, geometry and density of a beam, we may calculate its material's modulus of elasticity. We validate our model by experimental results and propose new applications to the device.
  • Lâminas em alto-relevo para ensinar fenômenos ondulatórios a deficientes visuais Produtos E Materiais Didáticos

    Silva, Alexandre Chaves da; Santos, Carlos Alberto dos

    Resumo em Português:

    Resumo Apresenta-se neste trabalho o planejamento, a elaboração e a testagem de um produto educacional intitulado Lâminas em Alto Relevo para o Ensino de Ondas e Fenômenos Ondulatórios a Deficientes Visuais. Quarenta e sete Lâminas em alto relevo foram confeccionadas em material plástico, com o uso de punções comerciais do tipo punção de centro de 5 mm (utilizada para o contorno das imagens), PZ1 (utilizada para representação de curvas) e T10 (utilizada para salientar pontos ou estruturas diferentes das anteriores). Foi abordado o conteúdo básico do que se costuma denominar ondulatória nos livros didáticos do ensino médio. O produto foi testado em dez aulas de uma hora e quarenta minutos, ministradas a um deficiente visual total, cujo conhecimento prévio no assunto foi avaliado por meio de um pré-teste com questões do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). Ao final da testagem, a apropriação conceitual do aluno foi avaliada por meio de um pós-teste, com cinco questões extraídas do pré-teste e outras cinco questões também extraídas do ENEM, mas diferentes daquelas usadas no pré-teste. Pelo rendimento do estudante no pós-teste, e pela sua evidente satisfação, externada em diversos comentários, acredita-se que o produto é potencialmente útil para uso em larga escala.

    Resumo em Inglês:

    Abstract It will be presented in this paper, the elaboration and testing of an educational product entitled High-Relief Sheets for Teaching Waves and Ondulatory Phenomena to Visual Deficients. Forty-seven high-relief sheets were made of plastic material with the use of commercial punches like center punch of 5 mm (used for the contour of the images), PZ1 (used for curves representation) and T10 (used to emphasize points or structures different from the previous ones). The basic content of what is usually called ondulatory in the textbooks of high school was covered. The product was tested in ten one-hour and forty-minute classes given to a totally visual impaired student, whose prior knowledge of the subject was evaluated through a pre-test with questions from the National High School Examination (ENEM, in Portuguese). At the end of the test, the student's conceptual appropriation was evaluated through a post-test, with five questions extracted from the pre-test and five other questions also extracted from the ENEM, but different from those used in the pre-test. From the student's post-test performance, and from his evident satisfaction, expressed in several comments, it is believed that the product is potentially useful for large-scale use.
  • Exposición Temprana de Nativos Digitales en Ambientes, Metodologías y Técnicas de Investigación en la Universidad Didactic Resources

    Asorey, H.; Núñez, L.A.; Sarmiento-Cano, C.

    Resumo em Português:

    Resumo Conscientes de la problemática relacionada con la motivación en el estudio de las carreras científicas, presentamos dos experiencias en las cuales se expone a estudiantes universitarios a ambientes, metodologías y técnicas del descubrimiento abordando problemas contemporáneos. Estas experiencias se desarrollaron en dos contextos complementarios: un curso de Introducción a la Física, en el cual se motiva a estudiantes de Física a la participación temprana en investigación, y un semillero de investigación multidisciplinario para estudiantes avanzados de pregrado en Ciencias e Ingeniería, el cual produjo incluso contribuciones a eventos internacionales. Si bien los resultados son preliminares y requieren más ediciones para ser estadísticamente significativos, consideramos que son alentadores. En ambos entornos se observó un aumento de la motivación de los estudiantes para continuar sus carreras haciendo énfasis en la investigación. En este trabajo, además de presentar el marco contextual en el cual se soportan las experiencias, describimos seis actividades concretas para vincular a los estudiantes con los ambientes de descubrimiento, las cuales creemos pueden ser replicadas en ambientes similares de otras instituciones educativas.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Being aware of the motivation problems observed in many scientific oriented careers, we present two experiences to expose college students to environments, methodologies and discovery techniques addressing contemporary problems. This experiences are developed in two complementary contexts: an Introductory Physics course, where we motivated physics students to participate in research activities, and a multidisciplinary incubator of research oriented to advanced undergraduate students of Science and Engineering (that even produced three poster presentations in international conferences). Although these are preliminary results and require additional editions to get statistical significance, we consider they are encouraging results. On both contexts we observe an increase in the students motivation to orient their careers with emphasis on research. In this work, besides the contextualization support for these experiences, we describe six specific activities to link our students to research areas, which we believe can be replicated in similar environments in other educational institutions.
  • Gênese do Laboratório de Física da Universidade Federal do Pará História Da Física E Ciências Afins

    Crispino, Luís Carlos Bassalo; Serra, Victor Façanha

    Resumo em Português:

    Resumo Neste artigo tratamos do processo de instalação, composição inicial de equipamentos e capacitação de pessoal do Laboratório de Física da Universidade Federal do Pará, com ênfase nos experimentos recebidos da Alemanha, na década de 1970.

    Resumo em Inglês:

    Abstract We report on the process of installation, initial equipment composition and staff training of the Physics Laboratory of the Federal University of Pará, with emphasis on the experiments received from Germany, in the 1970 decade.
  • História da Eletricidade e do Magnetismo: da Antiguidade à Idade Média História Da Física E Ciências Afins

    Tonidandel, Danny Augusto Vieira; Araújo, Antônio Emílio Angueth de; Boaventura, Wallace do Couto

    Resumo em Português:

    Resumo Os conceitos de eletricidade e magnetismo, muito antes de figurarem como aspectos basilares da ciência e tecnologia contemporânea, tiveram suas virtudes cantadas em prosa e verso, analisadas em perquirições filosóficas, enaltecidas em tratados morais, aplicadas na medicina e até na literatura mitológica. A história de sua descoberta, que acreditamos ainda não ter sido concluída, se confunde com a própria história do conhecimento humano, desde épocas remotas. Considerando sua importância, buscar-se-á, portanto, tecer alguns fatos e narrativas a respeito da formação dos conceitos de eletricidade e magnetismo ao longo da história antiga até a Idade Média, visando contribuir com os estudos relativos a este recorte temporal no contexto da física.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The concepts of electricity and magnetism, way before appearing as fundamental aspects of contemporary science and techonology, had their virtues sung in prose and verse, analyzed in philosophical studies, extolled in moral treatises, applied in medicine and, even in mythological literature. The history of its discovery, which we believe has not yet been completed, is confused with the very history of human knowledge, since remote times. Considering its importance, we will therefore try to weave some facts and narratives regarding to the formation of the concepts of electricity and magnetism throughout ancient history until the Middle Ages, in order to contribute with the studies related to this temporal cut in the context of physics.
  • A luz e suas tecnologias: um estudo da física Resenhas De Livros

    Tort, Alexandre
Sociedade Brasileira de Física Caixa Postal 66328, 05389-970 São Paulo SP - Brazil - São Paulo - SP - Brazil
E-mail: marcio@sbfisica.org.br