Introduzir o tempo total da experiência Neste caso vamos utilizar o tempo mínimo (0,01 s) e clicar em EXE 6 Pressionar F1 Pressionar a tecla 1 e clicar EXE; pressionar EXE seguido de EXE e recolher a amostra.

Com a calculadora TI-nSpire:

1. Acoplar a calculadora ao Lab Cradle e ligar o sensor pressão de som (microfone) ao canal 1 (CH1). 2. Selecionar Adicionar Vernier DataQuest e clicar em ENTER.

3. Clicar, para configurar a recolha de dados, sobre o sensor que aparece no ecrã da calculadora. Surge no ecrã uma janela com as definições do medidor; pressionar zero.

4. Pressionar em para iniciar a recolha de dados e no final da recolha obtém-se o gráfico do som produzido.

■Realizar as Atividades Laboratoriais: AL 2.1. Características do som, cujo objetivo geral é investigar

características de um som (frequência, intensidade, comprimento de onda, timbre) a partir da observação de sinais elétricos resultantes da conversão de sinais sonoros; AL 2.2. Velocidade de propagação do som, cujo objetivo geral é determinar a velocidade de propagação de um sinal sonoro.

Terminar o estudo deste módulo:

■fazendo uma Síntese de conteúdos abordados, pág. 137 do Manual;

■resolvendo com os alunos o Verifique o que aprendeu, págs. 137 e 138 do Manual.

De acordo com os diferentes ritmos de aprendizagem dos alunos, propor a resolução de:

■Aplique o que aprendeu, questões 1 a 9 do Subdomínio 1, págs. 202 a 204; ■Caderno de Atividades, questões de aplicação do Subdomínio 1, págs. 38 a 44.

Notas:

EF11D P © P or to E di to ra

Planificações por módulo

D2. Ondas e eletromagnetismo SD2. Eletromagnetismo

2.3. Campo elétrico

M11

Questões motivadoras

O que é um campo elétrico? O que são linhas de campo?

Como se pode criar um campo elétrico uniforme?

Conteúdos subjacentes Fazer notar que…

■ Corpos carregados eletricamente ■ Campo elétrico

■ Campo elétrico uniforme

■ Os átomos são partículas eletricamente neutras, que podem

perder ou ganhar eletrões, dando origem a partículas com carga elétrica positiva ou negativa devido a essa

transferência de eletrões.

■ Lei da Conservação da Carga – Num sistema isolado, se um

corpo cede eletrões, outro recebe-os, de forma que a carga total do sistema permanece constante.

■ As cargas elétricas interagem à distância, repelindo-se se

tiverem o mesmo sinal e atraindo-se se tiverem sinais contrários.

■ Um campo elétrico tem origem em cargas elétricas. ■ O campo elétrico, E", é a força elétrica que atua numa carga

elétrica unitária e positiva (carga de prova) em cada ponto do espaço de uma dada região.

■ O campo elétrico, E", criado por uma carga pontual é um

campo radial, centrífugo ou centrípeto, e é tanto mais intenso quanto menor for a distância do ponto à carga criadora, Q.

■ O campo elétrico pode ser representado por linhas de

campo. Estas indicam a direção e o sentido do campo elétrico. Nas zonas onde as linhas de campo se adensam, o campo elétrico é mais intenso.

■ No caso de um campo elétrico criado por uma carga elétrica

pontual, as linhas de campo são radiais, com origem na carga criadora se ela for positiva e terminando na carga criadora se ela for negativa.

■ As linhas de campo elétrico criado por uma ou mais cargas:

– são sempre tangentes ao campo elétrico, E", e indicam a direção e o sentido do campo;

– partem de cargas positivas e terminam em cargas negativas;

– adensam-se nas zonas onde o campo é mais intenso; – nunca se cruzam.

■ Um campo elétrico é uniforme numa dada região do espaço

se for constante em todos os pontos dessa região. As linhas de campo são paralelas e equidistantes entre si.

Conceitos-chave

■ Átomo ■ Carga elétrica

■ Lei da Conservação da Carga ■ Interação entre cargas elétricas ■ Campo elétrico

■ Linhas de campo elétrico ■ Campo elétrico uniforme

Atividades propostas Manual:

■Atividade Prática 5 – Observação de um campo elétrico – pág. 160

■Verifique o que aprendeu – págs. 145 e 146

Recursos de aula Manual – págs. 139 a 146

e-Manual Premium:

■ PowerPoint M11 ■ Apoio Áudio M11

■ Animação: Corpos carregados eletricamente ■ Animação: Campo elétrico

■ Interatividade: Linhas de campo elétrico

■ Tutorial: Observação de um campo elétrico, de um campo magnético

e indução eletromagnética

Algumas sugestões metodológicas:

Iniciar o estudo do módulo recorrendo a questões motivadoras/orientadoras que promovam a interação professor- -aluno, tais como: O que é um campo elétrico? O que são linhas de campo? Como se pode criar um campo elétrico uniforme?

De acordo com o programa e metas curriculares:

■Interpretar o aparecimento de corpos carregados eletricamente a partir da transferência de eletrões e da

conservação da carga.

■Identificar um campo elétrico pela ação sobre cargas elétricas, que se manifesta por forças elétricas. ■Indicar que um campo elétrico tem origem em cargas elétricas.

■Identificar a direção e o sentido do campo elétrico num dado ponto quando a origem é uma carga pontual

(positiva ou negativa), comparar a intensidade do campo em diferentes pontos e indicar a sua unidade SI.

EF11D P © P ort o E di tora

■Identificar informação fornecida por linhas de campo elétrico criado por duas cargas pontuais quaisquer ou por

duas placas planas e paralelas com cargas simétricas (condensador plano), concluindo sobre a variação da intensidade do campo nessa região e a direção e sentido do campo num certo ponto.

■Relacionar a direção e o sentido do campo elétrico num ponto com a direção e sentido da força elétrica que atua

numa carga pontual colocada nesse ponto.

Terminar o estudo deste módulo:

■fazendo uma Síntese de conteúdos abordados, pág. 145 do Manual;

■resolvendo com os alunos o Verifique o que aprendeu, págs. 145 e 146 do Manual.

Notas:

Planificações por módulo

Planificações

EF11D P © P or to E di to ra

D2. Ondas e eletromagnetismo SD2. Eletromagnetismo

2.4. Campo magnético

M12

Questões motivadoras

O que é um campo magnético?

Como se pode criar um campo magnético? Em que consiste a indução eletromagnética?

Conteúdos subjacentes Fazer notar que…

■ Campo magnético criado por um íman

■ Campo magnético criado por uma corrente elétrica ■ Fluxo do campo magnético

■ Indução eletromagnética e Lei de Faraday

■ Produção de corrente elétrica alternada em centrais elétricas

■ Existe um campo magnético, B", grandeza vetorial, numa

região do espaço em volta de um íman, quando nessa região se fazem sentir as ações magnéticas que ele cria, o que se manifesta através de forças magnéticas de atração ou de repulsão sobre outros ímanes aí colocados.

■ As linhas de campo magnético, B":

– são sempre tangentes, em cada ponto, ao campo magnético, B", e indicam a direção e o sentido do campo; – são linhas imaginárias fechadas que nunca se cruzam; – começam no polo norte do íman e terminam no polo sul

do mesmo. O sentido do campo é, portanto, do polo norte para o polo sul;

– apresentam maior densidade nas zonas onde o campo é mais intenso.

■ As linhas de campo num campo magnético criado por uma

corrente elétrica num fio longo e retilíneo ou por uma espira circular percorrida por uma corrente elétrica:

– são circulares, num plano perpendicular ao fio condutor ou ao da espira;

– o sentido depende do sentido da corrente elétrica que cria o campo magnético; é dado pela regra da mão direita; – a intensidade depende da intensidade da corrente elétrica

e da distância do ponto ao fio condutor ou à espira.

■ O fluxo do campo magnético, B", através de uma espira

condutora é igual ao produto do módulo do campo magnético, B", pela área A da superfície delimitada pela espira e pelo cosseno do ângulo que o vetor unitário n" faz com a direção do campo magnético, B".

■ A indução eletromagnética consiste na produção de uma

força eletromotriz induzida capaz de produzir uma corrente elétrica num circuito fechado através da variação, no tempo, do fluxo do campo magnético.

■ Lei de Faraday – O módulo da força eletromotriz induzida é

igual ao módulo da variação do fluxo magnético, por unidade de tempo.

■ Nas centrais elétricas é produzida corrente elétrica

alternada com base na indução eletromagnética.

■ O transporte da energia elétrica é feito a uma tensão

elétrica muito elevada para que as perdas de energia sejam menores.

■ Os transformadores são dispositivos que servem para elevar

ou baixar a tensão de uma corrente elétrica alternada. O seu funcionamento baseia-se na induçãoeletromagnética.

Conceitos-chave

■ Campo magnético

■ Linhas de campo de um campo magnético ■ Fluxo do campo magnético

■ Indução eletromagnética ■ Lei de Faraday

■ Corrente elétrica alternada ■ Transformador

Atividades propostas Manual:

■Atividade Prática 5 – Observação de um campo magnético e indução

eletromagnética – pág. 160

■Verifique o que aprendeu – pág. 162

■Aplique o que aprendeu, Subdomínio 2, questões 10 a 20 – págs. 204

a 206

Caderno de Atividades:

■Questões de aplicação do Subdomínio 2 – págs. 47 a 55

Recursos de aula Manual – págs. 147 a 162

Caderno de Atividades Dossiê do Professor:

■ Atividade Prática – Corrente induzida, com o uso de calculadora

gráfica – pág. 185

■ Resolução de questões de exames nacionais com calculadora gráfica:

13 – págs. 204-205 e 208-218

e-Manual Premium:

■ PowerPoint M12 ■ Apoio Áudio M12

■ Animação: Campo magnético

■ Animação: Linhas de campo magnético ■ Animação: Fluxo magnético

■ Animação: Indução eletromagnética e lei de Faraday ■ Simulação: Lei de Faraday

■ Interatividade: Produção e transporte de energia elétrica ■ Tutorial: AP5: Observação de um campo elétrico, de um campo

magnético e indução eletromagnética

Algumas sugestões metodológicas:

Iniciar o estudo do módulo recorrendo a questões motivadoras/orientadoras que promovam a interação professor- -aluno, tais como: O que é um campo magnético? Como se pode criar um campo magnético? Em que consiste a indução eletromagnética? EF11D P © P ort o E di tora

De acordo com o programa e metas curriculares:

■Identificar um campo magnético pela sua ação sobre ímanes, que se manifesta através de forças magnéticas. ■Indicar que um campo magnético pode ter origem em ímanes ou em correntes elétricas e descrever a

experiência de Oersted, identificando-a como a primeira prova experimental da ligação entre eletricidade e magnetismo.

■Caracterizar qualitativamente a grandeza campo magnético num ponto, a partir da representação de linhas de

campo quando a origem é um íman, uma corrente elétrica num fio retilíneo, numa espira circular ou num solenoide, e indicar a sua unidade SI.

■Identificar campos uniformes (elétricos ou magnéticos) a partir das linhas de campo.

■Definir fluxo magnético que atravessa uma espira, identificando as condições que o tornam máximo ou nulo,

indicar a sua unidade SI e determinar fluxos magnéticos para uma espira e várias espiras iguais e paralelas.

■Identificar condições em que aparecem correntes induzidas (fenómeno de indução eletromagnética) e interpretar

e aplicar a Lei de Faraday.

■Interpretar a produção de corrente elétrica alternada em centrais elétricas com base na indução eletromagnética

e justificar a vantagem de aumentar a tensão elétrica para o transporte da energia elétrica.

■Identificar a função de um transformador, relacionar as tensões do primário e do secundário com o respetivo

número de espiras e justificar o seu princípio de funcionamento no fenómeno de indução eletromagnética.

■Realizar a Atividade Prática 5, cujo objetivo é a observação de um campo elétrico, de um campo magnético e

indução eletromagnética.

Terminar o estudo deste módulo:

■fazendo uma Síntese de conteúdos abordados, pág. 161 do Manual; ■resolvendo com os alunos o Verifique o que aprendeu, pág. 162 do Manual.

De acordo com os diferentes ritmos de aprendizagem dos alunos, propor a resolução de:

■Aplique o que aprendeu, questões 10 a 20 do Subdomínio 2, págs. 204 a 206; ■Caderno de Atividades, questões de aplicação do Subdomínio 2, págs. 47 a 55.

Notas:

Planificações por módulo

Planificações

EF11D P © P or to E di to ra

D2. Ondas e eletromagnetismo SD3. Ondas eletromagnéticas

2.5. Ondas eletromagnéticas e sua reflexão

M13

Questões motivadoras

Em que consiste uma onda eletromagnética?

O que acontece quando uma onda eletromagnética incide na superfície de separação de dois meios? Qual é o albedo da Terra?

Conteúdos subjacentes Fazer notar que…

■ A origem de uma onda eletromagnética ■ Espetro eletromagnético

■ Repartição da energia de uma onda eletromagnética ■ Repartição da energia da radiação solar incidente na Terra ■ Importância da radiação solar na vida da Terra

■ As ondas ou radiações eletromagnéticas não precisam de

um meio material para se propagarem.

■ As ondas eletromagnéticas resultam da propagação de

campos elétricos e magnéticos, variáveis, perpendiculares entre si e perpendiculares à direção de propagação das ondas – são ondas transversais.

■ Os contributos de Maxwell para a teoria das ondas

eletromagnéticas e de Hertz para a produção e deteção de ondas eletromagnéticas com grande comprimento de onda vieram revolucionar por completo os meios de comunicação.

■ Quando uma onda eletromagnética incide na superfície de

separação de dois meios, parte é refletida, parte é transmitida e parte é absorvida.

■ Pela Lei da Conservação da Energia, sabemos que a energia

da onda incidente é igual à soma da energia da onda refletida com a energia da onda absorvida e a energia da onda transmitida.

■ Um material é opaco a uma radiação quando não se deixa

atravessar por essa radiação, não a transmite.

■ Um material é transparente a uma radiação quando se deixa

atravessar por essa radiação, transmite-a.

■ A radiação solar chega à superfície da Terra através da

janela do visível e da janela das ondas de rádio.

■ Da radiação solar que atinge o topo da atmosfera, cerca de

30% da radiação é refletida (albedo), cerca de 19% é absorvida pela atmosfera e cerca de 51% é transmitida para a superfície da Terra.

Conceitos-chave

■ Ondas eletromagnéticas ■ Lei da Conservação da Energia ■ Reflexão ■ Transmissão ■ Absorção ■ Albedo Atividades propostas Manual:

■Verifique o que aprendeu – pág. 171

Recursos de aula Manual – págs. 163 a 171

e-Manual Premium:

■ PowerPoint M13 ■ Apoio Áudio M13

■ Animação: Onda eletromagnética

■ Interatividade: Repartição da energia de uma onda ■ Infografia: Albedo terrestre

Algumas sugestões metodológicas:

Iniciar a primeira parte deste módulo recorrendo a questões motivadoras/orientadoras que promovam a interação professor-aluno, tais como: Em que consiste uma onda eletromagnética? O que acontece quando uma onda eletromagnética incide na superfície de separação de dois meios? Qual é o albedo da Terra?

De acordo com o programa e metas curriculares:

■Associar a origem de uma onda eletromagnética (radiação eletromagnética ou luz) à oscilação de uma carga

elétrica, identificando a frequência da onda com a frequência de oscilação da carga.

■Indicar que uma onda eletromagnética resulta da propagação de campos elétrico e magnético variáveis,

perpendiculares entre si e perpendiculares à direção de propagação da onda.

■Identificar o contributo de Maxwell para a teoria das ondas eletromagnéticas e de Hertz para a produção e a

deteção de ondas eletromagnéticas com grande comprimento de onda.

■Interpretar a repartição da energia de uma onda eletromagnética que incide na superfície de separação de dois

meios (parte refletida, parte transmitida e parte absorvida) com base na conservação da energia, indicando que essa repartição depende da frequência da onda incidente, da inclinação da luz e dos materiais.

■Aplicar a repartição da energia à radiação solar incidente na Terra, assim como a transparência ou opacidade da

atmosfera a ondas eletromagnéticas com certas frequências, para justificar a fração da radiação solar que é refletida (albedo) e a que chega à superfície terrestre e a importância (biológica, tecnológica) desta na vida do planeta.

orto E

di

Terminar o estudo deste módulo:

■fazendo uma Síntese de conteúdos abordados, pág. 170 do Manual; ■resolvendo com os alunos o Verifique o que aprendeu, pág. 171 do Manual.

Notas:

Planificações por módulo

Planificações

EF11D P © P or to E di to ra

D2. Ondas e eletromagnetismo SD3. Ondas eletromagnéticas

2.6. Reflexão e refração da luz

M14

Questões motivadoras

O que é a reflexão regular e irregular da luz? Em que consiste a refração da luz?

Quando é que ocorre reflexão total da luz?

Conteúdos subjacentes Fazer notar que…

■ Reflexão da luz

■ Reflexão de uma onda eletromagnética ■ Aplicações da reflexão da luz

■ Refração da luz

■ Refração de uma onda eletromagnética ■ Índice de refração

■ Leis da refração da luz (Leis de Snell-Descartes) ■ Reflexão total da luz

■ Fibras óticas

■ A reflexão irregular ou difusa da luz ocorre

predominantemente nas superfícies não polidas.

■ A reflexão regular ou especular da luz ocorre

predominantemente nas superfícies polidas.

■ Leis da reflexão da luz:

- 1.ª lei – O ângulo de incidência, qi, ângulo que o raio

incidente faz com a normal à superfície, no ponto de incidência, é igual ao ângulo de reflexão, qr, ângulo que o

raio refletido faz com a normal à superfície, no ponto de incidência.

– 2.ª lei – O raio incidente, o raio refletido e a normal à superfície no ponto de incidência estão no mesmo plano.

■ Na reflexão de uma onda eletromagnética, as ondas

incidente e refletida: têm a mesma frequência, a mesma velocidade de propagação e o mesmo comprimento de onda; a intensidade da onda refletida é sempre menor do que a intensidade da onda incidente.

■ A refração da luz ocorre sempre que a luz passa de um meio

transparente para outro diferente do primeiro, sendo diferente a sua velocidade de propagação nestes meios.

■ Na refração de uma onda eletromagnética, as ondas

incidente e refletida têm a mesma frequência; têm velocidade de propagação diferente; têm comprimento de onda diferente; a intensidade da onda refratada é sempre menor do que a intensidade da onda incidente.

■ O índice de refração da luz num meio, n, é igual à razão

entre a velocidade de propagação da luz no vácuo, c, e a velocidade, v, de propagação nesse meio.

■ O índice de refração da luz num meio e a sua velocidade de

propagação nesse meio são inversamente proporcionais.

■ O índice de refração da luz monocromática num meio e o

seu comprimento de onda nesse meio são inversamente proporcionais.

■ Leis da refração da luz:

– 1.ª lei – O ângulo de incidência, q1, e o ângulo de refração,

q2, relacionam-se pela expressão: n1 sinq1= n2 sinq2,

onde n1 e n2 são os índices de refração dos meios.

– 2.ª lei – O raio incidente, o raio refratado e a normal à superfície no ponto de incidência estão no mesmo plano.

■ Quando a luz passa de um meio transparente para outro

onde a sua velocidade de propagação é maior e, portanto, o seu índice de refração é menor, verifica-se que a partir de um determinado ângulo de incidência, designado por ângulo crítico, deixa de ocorrer refração da luz, ocorrendo a reflexão total da luz.

■ Leis da reflexão da luz ■ Refração da luz

■ Velocidade de propagação ■ Índice de refração

■ Leis da refração da luz (Leis de Snell-Descartes) ■ Reflexão total da luz

■ Ângulo crítico ■ Fibra ótica

Atividades propostas Manual:

■Verifique o que aprendeu – pág. 184

Caderno de Laboratório:

■Atividade Laboratorial AL 3.1. Ondas: absorção, reflexão, refração e

reflexão total – págs. 56 a 63

Recursos de aula Manual – págs. 172 a 184

Caderno de Laboratório Dossiê do Professor:

■Atividade Prática – Código de barras, com o uso de calculadora gráfica

– pág. 184

e-Manual Premium:

■ PowerPoint M14 ■ Apoio Áudio M14

■ Animação: Reflexão da luz ■ Animação: Refração da luz

■ Exercício orientado: Determinação de índices de refração ■ Exercício orientado: Reflexão total da luz: fibra ótica

■ Tutorial: AL 3.1 Ondas: absorção, reflexão, refração e reflexão total ■ Simulação: Leis da reflexão e refração da luz

Algumas sugestões metodológicas:

Iniciar a primeira parte deste módulo recorrendo a questões motivadoras/orientadoras que promovam a interação professor-aluno, tais como: O que é a reflexão regular e irregular da luz? Em que consiste a refração da luz? Quando é que ocorre reflexão total da luz?

orto E

di

De acordo com o programa e metas curriculares:

■Enunciar e aplicar as leis da reflexão da luz.

■Caracterizar a reflexão de uma onda eletromagnética, comparando as ondas incidente e refletida usando a

frequência, velocidade, comprimento de onda e intensidade, e identificar aplicações da reflexão (radar, leitura de códigos de barras, etc.).

■Determinar índices de refração e interpretar o seu significado.

■Caracterizar a refração de uma onda, comparando as ondas incidente e refratada usando a frequência, velocidade,

comprimento de onda e intensidade.

■Estabelecer, no fenómeno de refração, relações entre índices de refração e velocidades de propagação, índices

de refração e comprimentos de onda, velocidades de propagação e comprimentos de onda.

■Enunciar e aplicar as leis da refração da luz.

■Explicitar as condições para que ocorra reflexão total da luz, exprimindo-as quer em função do índice de refração

quer em função da velocidade de propagação, e calcular ângulos-limite.

■Justificar a constituição de uma fibra ótica com base nas diferenças de índices de refração dos materiais que a

constituem e na elevada transparência do meio onde a luz se propaga de modo a evitar uma acentuada atenuação do sinal, dando exemplos de aplicação.

■Realizar a Atividade Laboratorial AL 3.1. Ondas: absorção, reflexão, refração e reflexão total, cujo objetivo geral

é investigar os fenómenos de absorção, reflexão, refração e reflexão total, determinar o índice de refração de um meio em relação ao ar e prever o ângulo crítico.

Terminar o estudo deste módulo:

■fazendo uma Síntese de conteúdos abordados, pág. 183 do Manual; ■resolvendo com os alunos o Verifique o que aprendeu, pág. 184 do Manual.

Notas:

Planificações por módulo

Planificações

EF11D P © P or to E di to ra

D2. Ondas e eletromagnetismo SD3. Ondas eletromagnéticas

2.7. Difração, bandas de frequência e efeito Doppler

M15

Questões motivadoras

O que é a difração de uma onda? Em que condições ocorre? Porque é que se utilizam ondas de rádio nas comunicações? Em que consiste o efeito Doppler?

Conteúdos subjacentes Fazer notar que…

■ Difração de ondas

■ Ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda

e difração

■ Redes de difração

■ Bandas de frequência adequadas nas comunicações

■ A difração é o fenómeno que ocorre quando uma onda

contorna um obstáculo ou orifício, quando as dimensões

No documento Eu e a Física 11 (páginas 37-49)