Portanto, o objetivo desta parte final do curso é apresentar propostas de abordagem FMC com foco no efeito fotoelétrico para turmas de ensino superior. Stoletov verificou a existência da corrente saturada quando esta foi relacionada à fotocorrente descoberta em seu experimento e à diferença de potencial fora do circuito em consideração, sendo essas relações conceituadas como as primeiras leis do efeito fotoelétrico. Somente em 1902 Lenard conseguiu apresentar as leis do efeito fotoelétrico hoje conhecidas.
A Natureza da Luz
O físico inglês Isaac Newton defendeu o modelo corporal da luz, ou seja, a luz seria formada por pequenos corpos; O físico holandês Christian Huygens já se baseava no modelo ondulatório da luz, no qual a luz seria uma onda. No entanto, como naquela época não era possível calcular com precisão a velocidade da luz, tal conclusão não pôde ser provada com certeza. Porém, a refração e a reflexão da luz podem ser explicadas pela ideia de movimento ondulatório, uma vez que as ondas refletem e refratam umas às outras obedecendo às mesmas leis.
Ainda no século XIX, percebeu-se o fenômeno da interferência, que é um aspecto do movimento das ondas. Segundo Guimarães, Piqueira e Carron (2013), o fenômeno da interferência pôde ser demonstrado pela primeira vez pelo físico e médico inglês Thomas Young em 1801, quando seu experimento foi construído com três divisórias: na primeira divisória havia uma pequena abertura, que causou difração da luz incidente; na segunda divisória havia outras duas aberturas colocadas lado a lado, provocando novas difrações; na terceira partição você pode ver os brilhantes. Esse feito foi conseguido pelo método de rotação de espelhos proposto por Fizeau em 1849, mas Foucault utilizou distâncias muito menores em relação à proposta original, e assim conseguiu medir a velocidade da luz com maior precisão.
Utilizando este método, concluiu-se que a velocidade da luz na água é inferior à sua velocidade no ar, contradizendo a teoria corpuscular de Newton quando se trata de refração, encerrando assim uma discussão de mais de 150 anos. A teoria eletromagnética de Maxwell teve grande relevância para a compreensão do aspecto ondulatório da luz, mostrando que ela se propaga por um meio e a uma determinada velocidade, excessivamente alta se comparada a outras velocidades dos acontecimentos cotidianos.
O Efeito Fotoelétrico
Porém, quando um vidro normal é colocado na frente da lâmina e o feixe de luz é focado, nota-se que a lâmina não descarrega mesmo quando a intensidade da luz é aumentada, isso se deve ao fato dos raios serem absorvidos. raios ultravioleta através do vidro e, portanto, concluiu que são os raios ultravioleta que causam o Efeito Fotoelétrico. Para Guimarães, Piqueira e Carron (2013), uma melhor compreensão do Efeito Fotoelétrico é obtida determinando-se de que dependem os elétrons que, sob a incidência de luz, são ejetados por uma superfície, e a velocidade ou energia cinética desses elétrons. Os experimentos provaram que a energia cinética dos elétrons ejetados sob a ação da luz é afetada pela frequência da luz.
O efeito fotoelétrico não é visível quando a frequência é inferior a um determinado valor (fmin), pois depende do material de que é feito o eletrodo. Numa determinada substância, o Efeito Fotoelétrico já ocorre quando a frequência da luz é superior ao valor mínimo. É justamente por isso que o Efeito Fotoelétrico é interrompido bloqueando o feixe de luz com um vidro capaz de reter os raios ultravioleta.
As células fotoelétricas – também chamadas de fotocélulas – são dispositivos que utilizam o efeito fotoelétrico em seu funcionamento, veja Fig. Uma das competências exigidas neste processo de introdução das TDICs é que, com o site Vascak, o aluno consiga compreender o efeito fotoelétrico e seus. aplicabilidade, saber calcular a energia de um fóton e os conceitos de fóton e quântico.
O Ensino de Física Moderna
Ao buscar novos objetivos e metodologias para os princípios da reforma curricular, os professores tomam os PCN como núcleo para orientar e disseminar tais princípios. Desta forma, com a inclusão das TDICs, os alunos poderão ter mais interação e aguçar competências na descoberta e criação do seu sentido crítico e conhecimento científico. O site Vascak foi preferido por possuir um simulador computacional que nos auxilia no ensino de física moderna, com ênfase no efeito fotoelétrico, problema com poucos métodos de abordagem no ensino superior, onde o método de ensino tradicional é predominantemente utilizado.
No ensino secundário atual, disciplinas científicas como a física omitiram os desenvolvimentos do século XX e trataram os conteúdos tradicionais de forma enciclopédica e excessivamente dedutiva (BRASIL, 1999, p. 209). Dessa forma, os PCN’s e depois os PCN’s+ criaram uma configuração estrutural para o ensino e características que são efetivamente importantes no ensino fundamental, visando difundir e orientar os professores sobre os princípios da reforma curricular na busca por metodologias de ensino inovadoras.
Aprendizagem Significativa de Ausubel
Assim, de acordo com estes parâmetros, a formação dos estudantes deverá ter como objetivo principal a aquisição de conhecimentos básicos, a preparação científica e a capacidade de utilização de diversas tecnologias relacionadas com as áreas de trabalho. E como esta nova informação é relevante para o indivíduo, ela pode ficar incorporada em toda a estrutura cognitiva e, se houver compatibilidade substantiva entre as duas, ocorre uma aprendizagem significativa. Ausubel postulou a aprendizagem mecânica como contraponto à aprendizagem significativa, e esta só surge quando o aluno, ao ser confrontado com novos conhecimentos, é incapaz de conectar situações já existentes em sua cognição com seus conhecimentos anteriores.
Ausubel afirma que parte do desejo e da vontade de aprender do aluno está em relacionar o conteúdo a ser estudado com o que já existe em sua estrutura cognitiva, o que é um passo importante no processo de aprendizagem significativa. E o professor deve proporcionar incentivo e participação dos alunos com novas metodologias, abordagens e assuntos, de forma que aumente o interesse dos alunos; Além disso, deverá também estimular os subsunçores dos alunos, orientando-os sobre os conceitos a serem ensinados. A aprendizagem significativa está aí para mudar esse panorama, a partir do que Ausubel chama de mais relevante para o processo de ensino e aprendizagem.
Tavares (2010) afirma que para potencializar a aprendizagem significativa, o professor deve facilitar a compreensão dos alunos por meio da proposta da disciplina de ensino, principal trabalho do subsunçor para aprender o conteúdo a ser ensinado. Observa-se o conhecimento prévio do aluno e utilizam-se métodos que tornam o assunto mais conceitual do ponto de vista do aluno.
O Site Vascak
Instruções sobre o site Vascak: Simulação Efeito Fotoelétrico
Tela inicial da simulação do efeito fotográfico elétrico, disponível em https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=opt_fotoefekt&l. Neste layout é possível escolher a intensidade da luz, o comprimento de onda, o material da placa que sofrerá o efeito fotoelétrico, a tensão elétrica entre as placas e observar o potencial de corte. A seta vermelha indica os controles de intensidade de luz que ficam no lado direito na parte superior do simulador.
A variação pode ser feita deslizando a palheta para a direita ou para a esquerda, ou clicando nas setas para cima ou para baixo ao lado do valor percentual, ver figura. Como o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência, a variação ocorre de λ = 800 nm (comprimento de onda) e f = 375 THz (frequência) até λ = 200 nm e f = 1500 THz, ou seja, passando do infravermelho para o ultravioleta, ver figura. Para selecionar a tensão da bateria também é necessário deslizar um canudo localizado abaixo do símbolo de tensão em volts, ver fig.
A simulação representa o potencial de corte como U0, que muda conforme mudamos os comprimentos de onda. Vale ressaltar que a simulação do efeito fotoelétrico no site Vascak não exibe gráficos de corrente x tensão da bateria, corrente x intensidade luminosa e energia eletrônica x frequência luminosa.
Proposta de roteiro para se trabalhar a simulação do Efeito Fotoelétrico do
Em certos comprimentos de onda não é possível ver elétrons sendo ejetados de uma placa para outra; 2 – Escolha um comprimento de onda que faça com que os elétrons sejam ejetados de uma placa para outra; O fato de mais elétrons serem emitidos quando a intensidade é aumentada se deve ao aumento do número de fótons, ou seja, quanto mais fótons saem da lâmpada, mais elétrons chegarão à placa.
Com a tensão negativa, a energia cinética dos elétrons é reduzida até chegar a um ponto onde os elétrons não conseguirão mais atingir a outra placa e retornar à sua placa original. Ao operar o controle que varia a tensão, os alunos terão que encontrar uma tensão na qual os elétrons ejetados cheguem o mais próximo possível da segunda placa sem tocá-la, encontrando assim o potencial de corte. Sim, é possível, pois a teoria corpuscular da luz nos diz que a intensidade da luz afeta o número de elétrons ejetados da placa.
Outra verificação é o fato de que, se escolhermos uma frequência baixa, onde os elétrons não são ejetados da placa, e aumentarmos a intensidade da luz ou esperarmos algum tempo para que ocorra o efeito fotoelétrico, ele não ocorrerá, pois como já mencionado, a ejeção depende da frequência da onda de luz incidente, o que nos faz entender que a energia que vem da luz não é contínua, mas sim discreta. Cabe ao professor, após experimentar no site, explicar corretamente o que acontece com cada pergunta feita.
Eletroscópio de folhas e uma fonte de luz ultravioleta
É claro que a aplicação da física moderna e contemporânea no século XXI não está consolidada nas aulas do ensino médio. Apesar das diversas tentativas de facilitar a inclusão do ensino de física moderna nas escolas secundárias (como mudanças no currículo da disciplina de física, aperfeiçoamento e aperfeiçoamento de professores e simpósios, reuniões, palestras e conferências em que o ensino de física é discutido), há is Ainda é muito difícil lidar com a física moderna e contemporânea em sala de aula, pois esta continuará recebendo a atenção de especialistas na área e, com ela, a reflexão sobre o processo de ensino/aprendizagem no ensino superior. Este trabalho tem como objetivo apresentar propostas de abordagem da física moderna e contemporânea através da utilização de experimentos e tecnologias digitais de informação e comunicação como forma de explicação de conceitos relacionados ao efeito fotoelétrico.
Ressalta-se que o ensino alternativo, como o apresentado neste trabalho, tem caráter complementar ao ensino de física. Ainda há muito a ser feito para chegar ao ponto em que a física moderna e contemporânea seja apenas mais um currículo de física. O uso de novas tecnologias de informação e comunicação nas aulas de física: uma abordagem de modelagem computacional.
Incorporando tópicos de física quântica no ensino médio por meio de uma unidade de estudo potencialmente importante. Atualização do currículo de física do ensino médio: um estudo do tema sob a perspectiva da experiência em sala de aula e da formação inicial de professores.
