Espectrômetro digital. Uma proposta de construção de um experimento de Física Moderna para o ensino remoto

Abstract

Com o surgimento da pandemia de Covid 19, o ensino sofreu um choque muito grande, que fez com que os docentes buscassem nas tecnologias soluções para o ensino. As tecnologias passaram a ser considerada como a única opção para se ensinar em tempos de reclusão e passaram a estar mais presentes no cotidiano do professor, principalmente para substituir as atividades experimentais desenvolvidas presencialmente no ensino superior ou para proporcionar atividades remotas para o ensino básico. Neste contexto, apresenta-se neste trabalho as etapas de construção de um espectrômetro digital a partir de materiais reaproveitados de sucata de equipamentos eletrônicos, câmera CCD e mídias como CDs ou DVDs usados, além do software Theremino que é gratuito para aquisição de dados, visualização em tempo real e análise posterior. O experimento construído foi concebido com o objetivo de utilização em aulas experimentais no formato remoto e ou presencial em atividades multidisciplinares que envolvam o estudo do espectro eletromagnético de diferentes fontes de radiação e os fenômenos da interação com a matéria. O espectro eletromagnético traz inúmeras informações em pesquisas nas áreas de astronomia, física, química e biologia. Seu estudo também é muito significativo no ensino de física e astronomia, pois permitindo discutir diversos fenômenos físicos do cotidiano dos alunos, que envolvem o comportamento da radiação em diferentes comprimentos de ondas. O espectrômetro digital apresentado é um equipamento de baixo custo é uma ferramenta interessante para auxiliar os alunos a entenderem o comportamento da radiação eletromagnética em diferentes comprimentos de onda e a importância da radiação eletromagnética em aplicações no cotidiano, tais como, a necessidade de utilização de filtro solar até fenômenos tecnológicos como o efeito fotoelétrico na interação da radiação com dispositivos semicondutores.

Aplicação de um experimento como recurso pedagógico para introduzir o ensino de astronomia na primeira série do ciclo básico de ensino

“…Tendo em mente a íntima relação entre a astronomia e a luz, é indispensável entendermos melhor o que é a luz, como forma de estudar astronomia (Jesus et al 2021).…”

Diagnóstico de dificuldades de ensino-aprendizagem de Física no Ensino Fundamental e Médio e implicações das competências e habilidades das novas diretrizes

“…Como forma de contribuir para esta necessidade de experimentação, são produzidas várias pesquisas que incentivam a utilização de laboratórios de baixo custo em escolas públicas, onde se possui grandes dificuldades com relação a espaço físico e equipamentos e materiais para tais atividades, como vistos em (Ribeiro et al 2021;Santos et al, 2004;Laburú et al, 2008;Jesus et al, 2021). Contudo ainda neste contesto de aulas práticas, existem outros fatores que colaboram para a não utilização de laboratório ou de aulas experimentais de Física, como visto em Pereira e Fusinato (2015), segundo os autores é de "[...] suma importância inserir o uso do laboratório didático de Física em um contexto dialógico que tenha como característica a presença de questionamentos/problematizações, de construção de argumentos e na comunicação desses."…”

Determination of thickness and refractive index of SiO2 thin films using the cross-entropy global optimization method

“…The optical thickness parameters are normally determined by the ellipsometry technique (Garcia-Caurel et al 2013, Losurdo et al 2009), but due to the high cost and complexity, a low-cost alternative was sought. Using non-destructive reflectance measurements through a UV-VIS-NIR spectrometer and then modeling the data with theoretical predictions that depend on the refractive indices belonging to the air/film/substrate set and the film thickness (Rubinger et al 2015, Jesus et al 2021). Thus, we present the results of modeling reflectance measurements using the cross-entropy (CE) global optimization method (Oliveira et al 2016, Ribeiro et al 2021) and discuss the results obtained for a homogeneous SiO2 film and its respective refractive index under different oxidation conditions.…”