Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Física
Ensino Médio, 2ª Série
Lâmina de faces paralelas e prismas
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2
Lâmina de faces paralelas e prisma
OBJETIVOS
Ao elaborar o presente projeto multimídia de ensino, procurou-se produzir um
material que auxilie o professor e o estudante durante o estudo de um dos tópicos
da Física, cujos objetivos são:
• Aprender as leis de refração e aplicá-las nos casos de lâminas de faces paralelas
e prismas;
• calcular o ângulo de incidência e de refração da luz, numa lâmina de faces paralelas,
assim como determinar o desvio lateral ocasionado pelos fenômenos físicos.
• calcular o desvio mínimo, ocasionado num prisma;
• resolver exercícios propostos para analisar o nível de aprendizagem alcançada;
• compreender os fenômenos físicos no mundo vivencial, através dos tópicos de
curiosidades fornecidos pelo software.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
CONTEÚDOS
•
Lâmina de faces paralelas;
•
Prisma.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
DESENVOLVIMENTO
Lâminas de faces paralelas e prismas
Este material de apoio permite que o professor utilize um recurso
multimídia para demonstrar o estudo sobre o comportamento da luz ao
atravessar as lâminas de faces paralelas e prismas. O software foi
desenvolvido com a utilização do Flash e possui uma linguagem clara
sobre o conteúdo didático de Física, visando conquistar os estudantes do
ensino médio que são adolescentes e usam constantemente as redes
sociais, o que vai facilitar na identificação e manuseio do programa, que é
encontrado no site:
http://edpernambuco.vilabol.uol.com.br/Lenteseprismas.swf.
Cole o link na barra de navegação, e aperte Enter e logo após F5.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
•
O professor só necessitará de um data-show e um notebook ou CPU para
sua aula expositiva. Neste software, ao clicar no botão conceitos, o
professor poderá explicitar os conceitos sobre o que são lâminas de faces
paralelas e prismas, assim como relacionar os conceitos prévios,
confrontando novas informações expostas pelo material. Logo após a
exposição da teoria, é aconselhável clicar no botão animações, no qual é
permitido demonstrar as animações fornecidas, objetivando uma melhor
compreensão sobre os fenômenos físicos. Em seguida, o educador pode
instalar o software nos computadores de um laboratório de informática para
que o alunado clique no botão exercícios, e resolva questões contidas
num questionário digital, que permite ao discente verificar o nível de
aprendizagem adquirida durante o processo pedagógico.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
•
E por fim, cada estudante pode se divertir clicando no botão curiosidade,
em que encontra uma informação curiosa sobre o tema abordado. Devido
ao aumento constante da utilização da lousa digital, as escolas estão
procurando materiais multimídias para utilizá-los nas salas de aula. Este
material é gratuito e pode ser aplicado não só na lousa digital, assim como
em celulares, computadores, tablets e demais hardwares que aceitam o
Flash Player.
•
Sugestão:
Baixar o Flash Player no site:
http://www.baixaki.com.br/download/windows-swf-flash-player.htm
•
O plano de fundo do software é verde, representando um quadro negro, os
botões têm as cores da bandeira de Pernambuco, para dar uma
formalidade ao produto.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
•
ALGUNS CONCEITOS NECESSÁRIOS PARA O ESTUDO DA REFRAÇÃO
LUMINOSA.
Todo meio homogêneo é caracterizado pelo seu índice de refração absoluto
n.
E este índice de refração absoluto é a razão entre a velocidade da luz no
vácuo (c) e a velocidade da luz num determinado meio em que se quer
questionar (v), com isto, temos: n= c/v.
Uma observação importante é que este índice de refração absoluto é
adimensional,
por ser o quociente entre duas velocidades. Outra
observação não menos importante está na observação do gráfico em que o
índice de refração absoluto é representado por uma hipérbole equilátera,
quando relacionamos n em função de v, pois o índice de refração é
inversamente proporcional à velocidade de propagação da luz.
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n
v
0
n . v = c ( constante ), perceba que n diminui enquanto v aumenta na
mesma proporção.
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•
ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO
Defini-se índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1, como o
quociente entre os índices de refração absolutos do meio 2 e do meio 1, sendo
assim, temos:
N
21 =
n
n
2
1
O índice de refração relativo é também adimensional, podendo ser maior,
menor ou igual a 1.
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Uma curiosidade : existem líquidos
que fazem um pedaço de vidro ficar
invisível! Isto mesmo! E um exemplo
é o monoclorobenzeno, que possui
o mesmo índice de refração do
vidro, sendo assim, se você pode
até brincar de mágico com este
experimento...
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OBJETO NO MEIO MAIS REFRINGENTE E OBSERVADOR NO MEIO
MENOS REFRINGENTE
Vamos considerar que um observador esteja no ar (meio de menor
refringência) olhando um objeto P imerso na água (meio de maior
refringência).
Para a luz atingir os olhos do observador, será necessário que atinja
primeiro o objeto, passando do meio de maior refringência para o meio de
menor refringência, ocasionando um desvio, fazendo com que o
observador enxergue o ponto aparentemente elevado em relação à
verdadeira posição (P’).
Imagem: Pencil in a bowl / Theresa Knott / GNU Free Documentation License
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Veja esta foto: o observador da imagem do lápis conjugada por este
dioptro plano, o que causa a sensação de que o lápis está quebrado. O
observador sempre vê o objeto numa posição diferente do objeto.
Imagem: Refraction / Eurico Zimbres / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic
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APLICAÇÃO DO SOFTWARE
O software permite ao professor uma aula dinâmica, pois mescla a cultura
digital com a necessidade de uma aula expositiva e eficaz.
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O professor só necessita dar um clique em um dos botões para começar a
sua aula.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
Ao clicar em Conceitos, o educador encontrará os conceitos sobre Lâmina e
Prismas.
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Ao clicar em Animações, o docente terá mais informações e visualizará o
Comportamento da luz ao atravessar estes objetos ópticos.
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Ao clicar no número 4 você tem a oportunidade de conhecer um pouco mais
sobre o estudo dos prismas. Neste local é possível clicar no botão Prismas, e
com isto poderá verificar o comportamento da luz tanto no prisma de Amici,
como o prisma de Porro.
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EXTRAS
• No botão exercícios, o professor poderá resolver questões que abordam o
estudo do comportamento da luz ao incidir na lâmina e no prisma.
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Quando você quiser obter as respostas do exercício é só clicar no apagador
que está localizado logo em baixo.
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•
Esta animação permite que você visualize o comportamento da luz nos
prismas de Porro e Amici, simultaneamente.
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•
CÁLCULO DO ÂNGULO-LIMITE
•
•
•
•
O ângulo-limite (L) deve ser calculado pela lei de Snell-Descartes,
admitindo-se o ângulo de refração igual a 90º, o qual chamamos de
emergência rasante.
n2 < n1
n1 senΘ1 = n2 senΘ2
Logo Θ1 = L e Θ2 = 90°
Sendo assim, sen L = (n2/n1)
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Uma sugestão para o docente:
Você pode levar um experimento bastante simples para a sala de aula:
Primeiro você deve providenciar três lâmpadas coloridas do tipo Spot,
espelhadas, nas cores verde, vermelha e azul, essas lâmpadas são
facilmente encontradas no setor de autopeças. Direcione os feixes de luz
para um mesmo anteparo branco.
Verifique que o anteparo continua
branco, pois a soma das três cores primárias resulta na cor branca.
Logo após, coloque na região em que os três feixes se cruzam um obstáculo
opaco qualquer. Observe a formação das sobras que estão sobre o anteparo
Branco. Observe que estas sombras possuem cores diferentes. Cada
sombra terá a cor resultante da soma das outras duas cores, no qual o ciano
é a soma do azul e do verde; magenta, do azul e do vermelho; e amarelo, do
vermelho e do verde. Não é tão fácil conseguir o branco quando os feixes se
cruzam, porém sempre aparecerá as sombras coloridas.
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Lâmina de faces paralelas e prisma
Independente de ter optado pelo experimento, sugiro clicar em dispersão, em
que é possível verificar o fenômeno de dispersão da luz em um prisma. A
separação das cores visíveis ao olho humano são demonstras em ordem
através de uma animação.
http://edpernambuco.vilabol.uol.com.br/Lenteseprismas.swf
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Curiosidades 1
Uma curiosidade sobre os efeitos produzidos pela refração, pode ser verificado
quando um grande número de gotas de água resultam na refração da luz do
Sol ocasionando o que chamamos de arco-íris.
Dois fenômenos ópticos estão presentes na formação do arco-íris:
Primeiro temos a refração, com a decomposição da luz branca, logo após
temos a reflexão total dela no interior de uma gotícula de água que fica
suspensa na atmosfera.
Através deste conhecimento, você pode responder tranquilamente à
curiosidade abordada pelo material multimídia.
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Curiosidades 2
1. Olhamos para o Sol, mesmo depois de se pôr e antes de nascer. A posição
aparente de um astro é mais elevada do que a real.
2. Você já reparou que às vezes temos a impressão de que o asfalto está
molhado, em dias secos e ensolarados? Pois bem, isto é devido à refração
e reflexão total da luz na atmosfera.
3. O avermelhado do céu ao amanhecer ou no pôr do Sol ocorre porque a luz
do Sol percorre distâncias maiores na atmosfera terrestre do que ao meiodia.
4. As nuvens são brancas porque as partículas de água que as constituem
difundem de todas as componentes da luz solar. Por isso você ver nuvens
parecendo algodão.
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•
Ao clicar em curiosidade, você encontra uma oportunidade para testar um
pouco do seu conhecimento através de uma indagação que contextualiza o
que foi estudado.
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Referências:
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RAMALHO JR., Francisco, FERRARO, Nicolau Gilberto, SOARES, Paulo A. de
Toledo. Os Fundamentos da Física. V. 2, 8ªed.; 426 p. São Paulo: Ed. Moderna;
1993.
CALÇADA, C. S.; SAMPAIO, J. L. Universo da Física 2 – Hidrostática,
Termologia, óptica. V. 1, 2ª ed.; 456 p. São Paulo: Ed. Atual; 2005.
TORRES, Carlos Magno A.; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio
de Toledo. Física Ciência e Tecnologia. V2, 2ª ed.;264p. São Paulo, Ed. Moderna;
2010.
GASPAR ,Alberto. Compreendendo a Física. V2, 1ªed. 448 p. São Paulo, Ed.
Moderna; 2010
XAVIER, Claudio; BARRETO FILHO, Benigno. Física: aula por aula, V.2. 1ªed. 336
p. São Paulo, Ed. FTD; 2010
ALVARENGA, Beatriz; MÁXIMO, Antônio. Curso de Física, V.2 1ª ed. 321 p. São
Paulo, ed. Scipione; 2011.
Tabela de Imagens
Slide
Autoria / Licença
11 Pencil in a bowl / Theresa Knott / GNU Free
Documentation License
12 Refraction / Eurico Zimbres / Creative
Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic
Link da Fonte
Data do
Acesso
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