PROJETOS REALIZADOS PELOS ALUNOS DO SEGUNDO ESTUDO ETAPA 8 1 Problemas ambientais no planeta efeito estufa, camada de ozônio, inversão
6. A matéria e suas interações com o meio – Ondas eletromagnéticas
O grupo que escolheu este tema gerador foi da turma E8A, eles optaram por falar nas ondas de rádio.
A idéia inicial dos alunos era mostrar como as estações são sintonizadas e como as emissoras recebem e emitem os sinais de transmissão das ondas.
O material que escolheram para realizar a primeira apresentação foi bem simplificado, pois falava da história da invenção do rádio, as partes e suas funções.
As Figuras 6a e 6b, mostram o resumo entregue pelos alunos ao final da primeira apresentação.
Figura 6b – Parte final do resumo feito pelos alunos
Após a apresentação, os alunos receberam orientações do procedimento que deveriam seguir para a segunda etapa do projeto. A proposta era que pesquisassem e respondessem às questões abaixo e preparassem uma próxima apresentação, a segunda fase do projeto.
1. O que são ondas eletromagnéticas?
2. Mostre como as ondas são representadas no espectro eletromagnético.
3. Qual a relação entre comprimento de onda, velocidade e freqüência nas ondas eletromagnéticas?
Durante a segunda apresentação do grupo, eles procuraram explicar as questões acima. Para a questão 1:
São oscilações produzidas por um campo elétrico que geram um campo magnético. Para existir uma onda eletromagnética é necessário ter uma oscilação eletromagnética.
Para a questão 2:
Como existem vários tipos de ondas eletromagnéticas foi criada uma maneira de organizá- las, numa tabela, onde o critério para classificação foi o valor de suas freqüências e seus comprimentos de onda. A freqüência é crescente no espectro. A transparência mostra como
as ondas são classificadas no espectro eletromagnético. Nesta explicação usaram a lâmina mostrada na Figura 6c.
Figura 6c – Lâmina utilizada pelos alunos para mostrar o espectro eletromagnético.
Todas as ondas que fazem parte do espectro possuem a velocidade no vácuo igual a da luz. As ondas de rádio estão no extremidade direita do espectro e possuem freqüências baixas. Para a questão 3:
As ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com velocidade igual à da luz; se a velocidade é a mesma, não muda, já a freqüência e o comprimento de onda deverão mudar, mas de uma forma inversa. Exemplo: as ondas de rádio possuem freqüência de 104 Hertz aproximadamente, logo seu comprimento de onda será da ordem de 103 m. Assim, quanto maior a freqüência, menor o comprimento de onda.
Após a segunda apresentação, os alunos receberam orientações para a terceira etapa do projeto. As orientações foram: os assuntos que são abordados no projeto, as competências e habilidades que devem atingir ao final da etapa, as questões para pesquisa e sugestões para finalizar e apresentar o produto final.
Assuntos que podem ser abordados neste projeto: ondas eletromagnéticas;
espectro eletromagnético;
velocidade, comprimento de onda e freqüência. Competências e habilidades:
relacionar as diferentes formas de ondas eletromagnéticas quanto às suas características; identificar as ondas num espectro eletromagnético;
interpretar e reconhecer as diferentes formas de interação das ondas com a matéria nas várias formas de aplicações.
Questões para responder no decorrer do projeto:
1. Quais as características das ondas eletromagnéticas?
2. As ondas eletromagnéticas podem ser polarizadas, por que? 3. Qual a finalidade do espectro eletromagnético?
4. Qual a relação entre freqüência e comprimento de onda para as ondas eletromagnéticas? 5. Através de um esquema, demonstre como as ondas eletromagnéticas estão dispostas no espectro eletromagnético.
6. Qual a onda que tem o maior comprimento de onda? E o menor comprimento de onda? 7. Qual a onda que tem a menor freqüência? E a maior freqüência?
8. Comentar as principais características de algumas ondas eletromagnéticas e suas finalidades no cotidiano:
a) ondas de rádio; b) microondas;
c) infravermelho, luz visível e ultravioleta; d) raios X e raios Gama.
9. Como funciona um forno de microondas? 10. Como funciona o aparelho de raio X?
11. Qual a diferença das emissoras de rádio AM e FM?
Produto final deste projeto: o grupo deveria ao final do projeto responder às questões propostas, mas na forma de um seminário a ser apresentado aos colegas.
Neste seminário deveriam explicar como o espectro eletromagnético pode ser explicado e fazer uma análise com explicações e exemplos de cada uma das ondas eletromagnéticas.
Através, de esquemas e figuras mostrar como as ondas eletromagnéticas se propagam e como podem ser percebidas no nosso dia-a-dia.
Deveriam ainda construir um pôster procurando mostrar aos colegas como é formado um espectro eletromagnético e as principais características das ondas eletromagnéticas, identificando as diferentes aplicações que utilizam este tipo de onda.
Utilizar experimentos para demonstrar como as ondas eletromagnéticas se propagam e experimentos que demonstrassem as diferentes formas de ondas e suas aplicações.
Relato:
Vamos falar de ondas eletromagnéticas, os princípios da óptica; é uma forma de energia radiante; a óptica geométrica analisa a trajetória da luz e a propagação luminosa e a óptica física enfoca a natureza da luz.
Escolhemos três feixes de luz que podem ser convergentes, divergente e paralelos. Os feixes de luz convergentes, um exemplo é a lente de aumento; os feixes divergentes podemos dizer que é o farol de carro e os feixe paralelos, o exemplo é o holofote.
As ondas se propagam em diferentes direções, o polarizador irá filtrar as ondas, ela sairá somente em uma direção.
O espectro eletromagnético é uma régua, como mostramos na segunda apresentação que ordena as ondas eletromagnéticas. Nele são expressas a freqüência e o comprimento de onda de cada onda.
As ondas são formadas por vales e cristas, o comprimento de onda é a distância de uma crista a outra, ou de um vale a outro, a freqüência é o número de oscilações que a onda faz. O forno de microondas serve para aquecer alimentos. Na verdade ele tem uma antena que emite ondas eletromagnéticas à freqüência de 2450 MHz;, ela age no líquido dos alimentos, quando o alimento não tem moléculas de água ele não aquece mais. O tempo de cozimento varia em função da potência do forno e as características dos alimentos.
A iluminação é produzida por ondas luminosas.
As ondas de Raios-X são muito utilizadas em hospitais. Ondas de rádio e televisão fazem parte do nosso dia-a-dia.
As ondas ultravioleta e infravermelho são benéficas para nosso corpo, mas com moderação. A onda que tem menor comprimento de onda é aquela que tem a menor distância entre uma crista e outra.
Nas estações de rádio, um oscilador produz constantemente um sinal eletrônico, chamado onda carregadora, que oscila diferentemente das outras estações de rádio, através de freqüências diferentes, emitindo assim ondas diferenciadas das outras estações, em duas modalidades de ondas AM e FM. Os aparelhos de rádio apresentam uma corrente alternada, variando a freqüência. Quando varia a amplitude da corrente elétrica alternada, então foi realizada uma modulação em amplitude AM. Quando varia a freqüência , então foi realizada uma modulação da freqüência FM. A Figura 6d mostra a apresentação final do grupo.
Figura 6d - Apresentação final do grupo.
Experimento: Luz como Onda Eletromagnética
Material utilizado: uma fonte de luz construída pelos alunos, uma lâmpada sem a parte interna que funcionou como uma lente.
Procedimento: eles demonstraram como a luz sofre reflexão, refração e como a luz pode ser decomposta.
Comentários:
A idéia inicial dos alunos foi explicar como funcionam os rádios, como as emissoras são sintonizadas e como as ondas de rádio são captadas; eles conseguiram entender bem os conceitos de ondas eletromagnéticas e suas características.
Em todos os momentos os alunos souberam explicar muito bem como as ondas eletromagnéticas se comportam, mais especificamente as ondas de rádio.
A atividade experimental utilizada pelos alunos é que não foi muito relacionada com o projeto escolhido por eles, mas deu para perceber que a luz como é um tipo de onda eletromagnética, assim como as ondas de rádio.
A Figura 6d mostra os alunos durante a apresentação deste projeto.