Experimentos para o ensino da luz na forma de radiação eletromagnética

Abstract

A presente dissertação mostra o desenvolvimento de experimentos e investiga a utilização de atividades experimentais no ensino de física sobre o espectro eletromagnético da luz, utilizando a metodologia dos três momentos pedagógicos. Essa abordagem consiste na problematização inicial, que visa o levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos, na organização do conhecimento, destinada ao desenvolvimento conceitual e na aplicação do conhecimento, onde os alunos aplicam os conceitos aprendidos. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver três experimentos que exploram conceitos sobre a mistura de cores da luz, a radiação infravermelha e os espectros de luz. Para a mistura de cores, foi criado um sistema com LED RGB controlado por potenciômetros. A radiação infravermelha foi explorada através de uma adaptação do experimento de Herschel, enquanto os espectros de luz foram investigados com a construção de um espectrômetro de baixo custo. Os experimentos foram aplicados em duas escolas com realidades e estruturas diferentes, uma particular e outra pública, onde foram coletados dados qualitativos e quantitativos sobre o impacto dos experimentos no aprendizado dos alunos. Os resultados indicam que a metodologia adotada teve êxito tanto em motivar os estudantes, quanto em facilitar a assimilação de conceitos teóricos, demonstrando que a aplicação de atividades experimentais, como as propostas nesta dissertação, constitui uma estratégia valiosa para o ensino de física.

Abstract: This dissertation investigates the use of experimental activities in teaching physics, specifically focusing on the electromagnetic spectrum of light, through the methodology of the three pedagogical moments. This approach includes initial problematization to assess students' prior knowledge, organization of knowledge to focus on conceptual development, and application of knowledge, where students use the concepts they have learned. The primary objective of this work was to develop three experiments exploring concepts related to color mixing, infrared radiation, and light spectra. For the color mixing experiment, a system with an RGB LED controlled by potentiometers was created. Infrared radiation was examined through an adaptation of Herschel's experiment, and light spectra were investigated by constructing a low-cost spectrometer. These experiments were conducted in two schools with different contexts and structures, one private and the other public, where both qualitative and quantitative data were collected on the impact of the experiments on student learning. The results indicate that the adopted methodology successfully motivated students and facilitated the assimilation of theoretical concepts, demonstrating that experimental activities, such as those proposed in this dissertation, are a valuable strategy for teaching physics.