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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Imagens holográficas como tema gerador para abordagem dos fenômenos de interferência e difração da luz
metadata.dc.creator: Dantas, Samia Abadia
metadata.dc.contributor.advisor1: Coimbra, Débora
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho apresenta a elaboração de uma sequência didática para abordagem dos fenômenos de difração, interferência e polarização da luz, os quais só podem ser compreendidos tendo em vista o comportamento ondulatório da luz. Utilizando as imagens holográficas como tema gerador, a sequência inclui o tratamento dos conceitos iniciais da ondulatória, como amplitude, comprimento de onda e frequência, necessários ao tratamento operacional dos fenômenos pretendidos. A sequência foi aplicada junto a cerca de 300 alunos do segundo ano do ensino médio regular matutino de uma escola estadual localizada na cidade de Uberlândia-MG. Fundamentada na teoria dos campos conceituais de Vergnaud, foi concebida de forma que apresentasse uma variada gama de situações, permitindo aos estudantes vivenciá-las e dominá-las progressivamente. A discussão dos conteúdos foi subsidiada na projeção de slides, o que possibilitou atividades como análise de imagens, vídeos e animações e execução de simulações. Atividades de manipulação de material lúdico também foram realizadas e oportunizaram a participação ativa dos estudantes nos diálogos das características do movimento ondulatório, da relação funcional entre suas grandezas características e das representações de interesse neste trabalho. Para o tratamento matemático das ondas, visando a interpretação de expressões matemáticas e a construção e a interpretação de gráficos, optamos pelo uso do software Modellus, pela sua facilidade de manipulação e distribuição livre. Questionários foram aplicados em diversos momentos, incluindo um inicial e um após as avaliações bimestrais regulares. Nossos resultados apontam que as atividades executadas promoveram participação e envolvimento efetivos dos estudantes, mesmo aquelas de forte cunho matemático. Apesar de o processo de criação das imagens holográficas não ter sido plenamente compreendido pela maioria dos estudantes (o que seria de se esperar dada a sua complexidade), as respostas aos questionários indicam uma compreensão das características das ondas e dos fenômenos ondulatórios de interesse. Além disso, pudemos constatar nas respostas uma desmistificação do processo tecnológico de criação dos hologramas e da figura do cientista como “gênio”, para o qual o conhecimento seria dado de forma “divina”. Diante da validação da sequência proposta, a mesma foi disposta em forma de um guia didático, destinado ao professor, o qual apresenta uma ampliação da discussão conceitual e detalha os procedimentos metodológicos. Este material foi produzido almejando contribuir no tratamento desses conteúdos, para que figurem no currículo real da Física da educação básica. A sequência proposta visa aprimorar os esquemas de raciocínio dos estudantes, tanto do ponto de vista da articulação dos conceitos como sob o aspecto das representações matemáticas. Acreditamos que um trabalho assim pode subsidiar a abordagem futura de assuntos como a geração e a propagação de sinais sonoros ou, temas de física moderna como a dualidade onda-partícula.
Abstract: The development of a teaching learning sequence is reported to approach the light diffraction, interference and polarization phenomena, which can only be understood in view of the wave behavior of light. Taking the holographic images as a subject, the sequence includes the treatment of key concepts such as amplitude, wave length and frequency, required for the desired operativity of the models. The sequence was applied within about 300 students of the second year of morning regular High School in a public school located in Uberlandia, Minas Gerais, Brazil. Based on the theory of conceptual fields by Vergnaud, it was conceived in order to present a wide range of situations, allowing students to experience and dominate them, progressively. The discussion of contents was supported in the projection of slides, allowing activities such as analysis of images, videos and animations and running simulations. Ludic materials handling activities were also carried out and allowed the full participation of students in the dialogues about the characteristics of wave motion, the functional relationship among their physical quantities and representations of interest in this work. For the mathematical treatment for the waves, seeking the interpretation of mathematical expressions, and the construction and interpretation of graphs, we have chosen to apply the Modellus software for its easy handling and free distribution. Questionnaires were answered at different moments, including an initial and a final ones, the last after the regular bimonthly assessments. Our results indicate that the activities performed promoted effective participation and involvement of students, even when the topics with a strong mathematical nature were considered. Although the process of creating holographic images have not been deeply understood by the major part of the students, something which would be expected given the complexity of the issue, the questionnaire answers pointed out an understanding of the characteristics of the wave phenomena of interest. In addition, we found the answers evincing a demystification process technology creation of holograms and the scientist's figure as a “genius”, for which the knowledge would be given in a “divine form”. On the validation of the proposed sequence, it was drafted in the form of a didactic guide for the teacher, which shows an enlargement of the conceptual discussion and details the methodological procedures. This material has been produced aiming to contribute to the approach of these contents, that really appear in the actual curriculum of Physics for the basic education. The following proposal aims to improve the reasoning schemes of the students, from both: the articulation point of view of concepts and the aspect of mathematical representations. We believe that this work can provide a future approach to issues as generation and propagation of sound signals or modern physics topics as wave-particle duality.
Keywords: Ciência - Estudo e ensino
Interferência (Luz)
Polarização (Luz)
Física - Estudo e ensino
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática (Mestrado Profissional)
Citation: DANTAS, Samia Abadia. Imagens holográficas como tema gerador para abordagem dos fenômenos de interferência e difração da luz. 2016. 116 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17823
Issue Date: 25-Feb-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Ensino de Ciências e Matemática (Mestrado Profissional)

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