Laboratório de Física IV baseado em experimentos de baixo custo: relato de uma experiência de ensino remoto devido à pandemia de COVID-19

Nogueira, Giovana Trevisan; Hernandes, Júlio Akashi

doi:10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0242

Giovana Trevisan Nogueira ^** Endereço de correspondência: giovana@ice.ufjf.br

Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-5735-4131

Júlio Akashi Hernandes

Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-9263-6310

* Endereço de correspondência: giovana@ice.ufjf.br

Figuras (16)
Tabelas (1)

Thumbnail

Figure 1
Esquema da medida da intensidade da luz em função da distância apresentado aos alunos. Fonte: Acervo pessoal dos autores.

Thumbnail

Figure 2
Gráfico da Intensidade da Luz em função da distância construído por um dos alunos do ensino ERE de 2020. A linha azul é o ajuste de uma curva utilizando uma planilha eletrônica, correspondente à equação apresentada acima do gráfico.

Thumbnail

Figure 3
Material utilizado para a construção do espelho curvo: à esquerda, um pedaço de garrafa PET cortado em um formato de semi-cilindro. À direita, o mesmo pedaço de garrafa, laminado com uma folha de embalagem de salgadinho, para formar um espelho côncavo.

Thumbnail

Figure 4
Resultados da medida do foco do espelho côncavo apresentados nos relatórios de dois alunos. À esquerda, o aluno utilizou a caneta laser para observar e traçar em um papel os feixes incidentes e os respectivos feixes refletidos. Na imagem à direita, o aluno utilizou uma lanterna associada a um pente para criar vários raios luminosos incidindo no espelho curvo, e, com isso, observar a convergência dos feixes refletidos no foco.

Thumbnail

Figure 5
Montagens realizadas por dois alunos para a observação da Lei de Snell na interface ar-água. Na Figura à esquerda, o aluno Francisco colocou um transferidor dentro de um recipiente com água, para medir o ângulo dos feixes incidente e refratado de uma caneta laser. Na Figura à direita, o aluno Carlo utilizou um recipiente quadrado de plástico transparente com água dentro colocado sobre um papel. Os feixes de incidência e de refração foram registrados com marcas no papel.

Thumbnail

Figure 6
Gráfico apresentado no relatório pelo aluno Carlo, que realizou a montagem da Figura à direita, do seno do ângulo de incidência em função do seno do ângulo de refração. A linha tracejada é a linearização dos pontos medidos, correspondente à equação apresentada no canto superior esquerdo da Figura.

Thumbnail

Figure 7
Esquema da montagem óptica para a medida da espessura de um fio de cabelo por difração de luz laser.

Thumbnail

Figure 8
À esquerda: montagem realizada pelo aluno Diego para a medida da espessura de um fio de cabelo. À direita: medida de h_m correspondente à cada mínimo de interferência, obtida pelo aluno Saulo.

Thumbnail

Figure 9
Gráfico de h_m em função de m obtido pelo aluno Matheus. O ajuste de uma reta aos pontos obtidos resultou em h_m = 1,28m + 0,08, com R = 0,999.

Thumbnail

Figure 10
Histograma dos valores encontrados para medida da espessura de um fio de cabelo pelos alunos das turmas EAD e ERE de 2020.1 e 2020.2

Thumbnail

Figure 11
Esquema de um interferômetro de Michelson montado com um divisor de espelho espesso. Reflexões nas duas faces produzem duas saídas distintas.

Thumbnail

Figure 12
Interferômetros de Michelson montados pelos alunos: (a) Marcos, da turma EAD 2018.1; (b) Ricardo, da turma ERE 2020.1

Thumbnail

Figure 13
Padrões de interferência obtidos por três alunos da disciplina no experimento do interferômetro de Michelson. Observa-se um padrão mais nítido na Figura (a), feito com a caneta laser verde. Nos padrões (b) e (c) os alunos nitidamente utilizaram um divisor de feixe espesso. Os padrões (a) e (b) foram obtidos pelos alunos Marcos e Ricardo, cujos interferômetros são mostrados na Figura , respectivamente.

Thumbnail

Figure 14
Espectrômetro montado pelo aluno Vagner em 2018.1.

Thumbnail

Figure 15
Fotografias do espectro de lâmpadas fluorescentes. (a) com saturação e problema de foco (Fonte: próprio autor). (b) sem problemas de saturação e foco (Fonte: https://spectralworkbench.org/)

Thumbnail

Figure 16
Gráfico e espectro de uma lâmpada fluorescente produzidos (a) pelo aluno Victor e (b) por um espectrômetro comercial pertencente ao Polo UFJF/IF Sudeste MG do Programa de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física. Os dois gráficos correspondem a duas lâmpadas fluorescentes diferentes.

Thumbnail

Tabela 1
Síntese dos experimentos realizados na disciplina de Laboratório de Física IV/UFJF durante o Ensino Remoto Emergencial de 2020.

Experimento	Material utilizado	Referências
Estudo da iluminação ambiente de um dos cômodo da casa	Celular com luxímetro instalado	[¹⁵[15] https://youtu.be/zrVvDYiLR5Y, acessado em: 12/05/2021. https://youtu.be/zrVvDYiLR5Y... ,¹⁶[16] ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 54113 - Iluminância de interiores(1992), p. 13.,¹⁷[17] A.C. Feiden, L.T. Konrad, C.S. Rehbein, M.A.R. Edler e M.C. Masutti, Conforto Visual Através da Iluminação Artificial, em: XXIII Seminário Interinstitucional, XXI Mostra de Iniciação Científica em Ciências Sociais e Humanidades, Trabalho Completo, Unicruz, Cruz Alta, RS (2018), disponível emhttps://home.unicruz.edu.br/seminario/anais/anais-2018/XXIII SEMINARIO INTERINSTITUCIONAL/, acessado em: 12 de maio de 2021. https://home.unicruz.edu.br/seminario/an... ]
Experimento de óptica geométrica	Lupa, régua, caneta laser (laser pointer), garrafa PET, saquinho de salgadinho metalizado	[¹¹[11] F.C. Lavarda, Experimentos de Física para Ensino Médio e Fundamental com Materiais do Dia-a-Dia, disponível em: https://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/, acessado em: 11/05/2021. https://www2.fc.unesp.br/experimentosdef... , ¹²[12] R.C. Viscovini, Rev. Bras. Ens. Fís. 22, 143 (2000)., ¹⁸[18] S.L.A dos Santos, Experimentos deFísica Utilizando Materiais de Baixo Custo, 9o Experimento, disponível em https://experimentos-de-fisica.webnode.com/experimentos/optica/, acessado em: 11/05/2021. https://experimentos-de-fisica.webnode.c... ]
Difração de luz monocromática: medida da espessura de um fio de cabelo	Caneta laser, um fio de cabelo, régua e/ou papel milimetrado, fita adesiva	[¹³[13] É.M. Lopes e C.E. Laburú, Cad. Bras. Ens. Fís. 21, 258 (2004).]
Interferômetro de Michelson	Espelhos pequenos, massinha de modelar, suportes para os espelhos pequenos (potes plásticos, pedaços de madeira, etc,), um pedaço de plástico ou vidro plano e limpo, lupa	[⁹[9] F. Catelli e S. Vicenzi, Cad. Bras. Ens. Fís. 21, 350 (2004)., ¹⁰[10] C.C. Silva, A.C. Giacomelli, C.A.S. Pérez e B.L. Silva, Rev. Bras. Ens. Ci. Tecnol. 10, 175 (2017).]
Espectroscopia (montagem de um espectrômetro de baixo custo e caracterização espectral de diferentes fontes luminosas)	Papelão, CD velho, diversas fontes luminosas (vela, lâmpadas de vários tipos, etc…), programa simples de edição de imagem	[⁸[8] T.A. Ricardo, Aprendizagem baseada em projetos e feira de ciências: uma associação motivadora para o aprendizado de física moderna. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Juiz de Fora, 2019., ¹⁴[14] L.G. Barros, A. Assis e R. Langhi, Cad. Bras. Ens. Fís. 33, 1026 (2016).]

[1] * Endereço de correspondência: giovana@ice.ufjf.br

Brasil

Brasil

Laboratório de Física IV baseado em experimentos de baixo custo: relato de uma experiência de ensino remoto devido à pandemia de COVID-19

Laboratory Physics IV based on low-cost experiments: a report on a remote teaching experiencedue to the COVID-19 pandemic