Ótica Geométrica Centro Universitário Franciscano Curso de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática Ótica Geométrica Aluno do Mestrado Anderson Ellwanger Professor do Colégio Riachuelo Santa Maria - RS

Contextualização da situação de ensino: Formação do professor: Física – Licenciatura Plena - UFSM Anos de experiência: 8 anos Nível de ensino: Fundamental Instituição: particular Ano em que ocorreu: 2008 Série: 8°série

Disciplina: Física Conteúdo desenvolvido: Ótica Geométrica Número aproximado de alunos: 40 Condições para o desenvolvimento da atividade: Laboratórios de Ciências e de Informática e Biblioteca.

Apresentação da atividade O conteúdo de ótica foi introduzido usando situações problematizadoras em função de problemas de visão, que podem estar presentes nas pessoas. As indagações feitas foram relativas aos problemas de visão que os alunos conheciam ou até mesmo possuíam.

Apresentação da atividade Primeiramente foi apresentado os conceitos inicias sobre raio luminoso e formações de imagens, pois os alunos estavam tendo o primeiro contato com este conteúdo. Posteriormente foi feita uma breve explanação sobre o olho humano.

Objetivos da atividade Compreender o conceito de formação de imagem em espelhos planos e esféricos; Entender as variações do raio luminoso quando altera o meio de propagação; Diferenciar as várias doenças de visão, correlacionadas com problemas físicos do globo ocular.

Metodologia Empregada: A aula foi implementada com problematizações e auxilio de multimídia. A cada novo slide foram feitos questionamentos, principalmente em relação ao conhecimento dos alunos com respeito às figuras apresentadas.

Apresentação dos espelhos esféricos em slides causava curiosidade aos alunos, pois apresentavam imagens diferentes das do espelho plano. Após foram apresentados para os alunos espelhos esféricos para que os mesmos pudessem manuseá-los e observar as transformações. Em relação a refração, a maior quantidade de perguntas foi sobre como a luz sofria mudança de velocidade quando passava de um meio para o outro e mudando a direção. 8

Para a consolidação dos conteúdos foram discutidos problemas de visão que os alunos apresentavam e feitas as devidas diferenciações. Como encerramento desta atividade foram resolvidas questões relativas ao tema, permitindo aos alunos aplicá-las à vida prática e também a conhecimentos mais abstratos. 9

Conceitos Trabalhados Desenvolvimento dos Conceitos Trabalhados 10

Ótica Espectro eletromagnético: A faixa de freqüência que estão as cores visíveis aos seres humanos, é apenas uma pequena parcela de todo o Espectro. As demais freqüências são invisíveis aos seres humanos.

Raios Luminosos Tipos

Raios Luminosos R. Convergentes: São aqueles que convergem para determinado ponto formando uma única região iluminada.

Raios Luminosos R. Cilíndricos ou Paralelos: São aqueles que se propagam paralelos uns aos outros. Como exemplo temos os raios solares (pelo fato do diâmetro do sol ser muito maior que o diâmetro da terra) chegam aproximadamente paralelos até o planeta.

Raios Luminosos R. Divergentes: São aqueles que partem de uma fonte em diversas direções. Como exemplo temos os raios luminosos que partem de uma chama ou de uma lâmpada.

Fontes que apresentam luz própria. Fontes luminosas Secundária Primária Fontes que apresentam luz própria. Fontes que não apresentam luz própria. Apenas refletindo a luz que chega até eles.

MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ

Princípios da Ótica Geométrica

Propagação Retilínea Os raios luminosos se propagam em linha reta, nos meios transparentes.

Propagação Retilínea Como os raios luminosos se propagam em linha reta, temos uma relação de proporcionalidade entre os triângulos ABC e MNP. H = altura do triângulo ABC h = altura do triângulo MNP X1 = base do triângulo ABC X2 = base do triângulo MNP

Aplicação

Independência

Reversibilidade

Reflexão da Luz Regular Difusa Espelhos planos

Leis da Reflexão

Imagens Características do = distância do objeto ao espelho di = distância da imagem ao espelho

Associação de espelhos Planos N = número de imagens formadas. Θ = ângulo entre os espelhos

Velocidades iguais na aproximação e no afastamento

Espelhos Esféricos

Comportamento dos Raios Permitem que os raios luminosos convirjam para um único ponto. Permitem que os raios luminosos divirjam para pontos distantes.

Exemplos Espelhos Côncavos

Exemplos Espelhos Convexos

Refração da Luz

Decomposição da Luz Branca

Sir Isaac Newton 1666 Direção original Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil Violeta Direção original Luz branca do Sol Sir Isaac Newton 1666

Índice de Reflexão A relação matemática permite uma razão entre duas velocidades. O valor 1 significa que o valor da velocidade em ambos os meios é a mesma, valores maiores que 1 indicam diminuição de velocidade, e valores inferiores a 1 são impossíveis.

Leis de Refração 1. Raio Incidente, Raio Refratado e a reta Normal são coplanares 2. nA senoA = nB senoB Onde: nA e nB significam os índices de refração do meio.

Biofísica da Visão Olho humano em corte

Miopia Correção: Lentes divergentes Dificuldade em focalizar objetos distantes. Imagem Olho Objeto Retina Correção: Lentes divergentes

Hipermetropia Correção: Lentes convergentes Dificuldade em focalizar objetos próximos Correção: Lentes convergentes

Presbiopia Correção: Lentes divergentes ( Vista Cansada ) Idêntico a Hipermetropia Correção: Lentes divergentes Astigmatismo ( cilindricas ): Lentes cilíndricas

Outras Doenças O GLAUCOMA VAI DIMINUINDO AOS POUCOS O SEU CAMPO VISUAL ATÉ CAUSAR VVV Desprendimento da Retina Degeneracão Macular Glaucoma Catarata

Alinhamento Normal dos Olhos Outras Doenças Alinhamento Normal dos Olhos Estrabismo

de novo....

Conclusões e Discussões: A utilização de recursos computacionais na prática pedagógica auxiliou no processo de ensino e aprendizagem do conteúdo de ótica geométrica, possibilitando aos alunos que visualizassem as formações de imagens e compreendessem suas origens.

As situações problematizadoras introduzidas no inicio do conteúdo tiveram como função a compreensão inicial do assunto abordado. Os alunos demonstraram interesse na resolução dos questionamentos apresentados, pois muitos deles tinham problemas de visão. Tal prática levou os alunos a participarem ativamente do processo, questionando e extrapolando as questões iniciais, enriquecendo ainda mais a aula.

O processo avaliativo ocorreu de maneira natural, com questões de múltipla escolha e também com questões discursivas, onde os alunos foram indagados sobre os temas abordados, de maneira que pudessem demonstrar que o assunto havia sido assimilado e que fazia parte do seu contexto vivencial.