Espectroscopia óptica de baixo custo: uma estratégia para a introdução de conceitos de física quântica no ensino médio

Abstract

Resumo Neste artigo, reportamos a confecção e discutimos a aplicabilidade de um espectrômetro óptico de baixo custo como recurso didático para a introdução de conceitos de Física Quântica no ensino médio. O protótipo foi desenvolvido usando grade de difração comercial, lentes convergentes (lupas), webcam e o software Tracker para extração dos dados. Espectros de emissão de fontes luminosas, como lâmpada fluorescente, LEDs e lasers, foram coletados e suas potencialidades para subsidiar a introdução dos conceitos de níveis eletrônicos, banda de energia proibida (band gap), emissão e absorção de fótons, etc., foram exploradas. Propomos também uma atividade experimental com base na fotoexcitação de LEDs para tratar da relação entre energia do fóton e seu comprimento de onda. Além disso, mostramos que o protótipo pode ser satisfatoriamente empregado para a obtenção de espectros de absorção, os quais podem ser usados como elemento motivador para o estudo da interação entre radiação e matéria. Por fim, à luz dos resultados encontrados, discutimos a aplicação da espectroscopia óptica como uma estratégia para atender às diretrizes dos Parâmetros Curriculares Nacionais brasileiros quanto à inserção da Física Quântica na educação básica.

Using Grätzel cells as Arduino-controlled photosensors: proposals for the insertion of nanoscience and nanotechnology in classroom

“…These considerations can be discussed with students in the light of the absorption spectra shown in Figure 7. In terms of the spectroscopy results, for high school projects, where a commercial UV-Vis spectrometer is probable not available, dyes absorption spectra can be obtained using a low-cost webcam-based spectrometer [20,21]. In the process, students need to develop programming, math and engineering skills to solve real problems.…”

As cédulas do Real como ferramenta auxiliar para o ensino de Zoologia e sensibilização sobre a fauna brasileira

“…No âmbito escolar, o Ensino da Zoologia tem como objetivo o estudo dos animais no seu contexto ecológico e evolutivo, atrelado à ciência, à sociedade e à tecnologia. No contexto brasileiro, em que é observada relevante biodiversidade, o Ensino de Zoologia é uma temática indispensável para a conservação da fauna (SANTOS; TERÁN, 2013;AZEVEDO;.…”

Efeito fotoelétrico: desenvolvimento de umexperimento quantitativo

“…A proposição de experimentos de baixo custo é uma preocupação constante na literatura, sendo verificada tanto aqui no Brasil, quanto no exterior, em diferentes * Endereço de correspondência: esdrasgarcia10@gmail.com épocas [4][5][6], e constitui uma forma eficiente de facilitar o acesso de professores e estudantes a experimentos de física. Nos dias atuais acreditamos ser ainda mais necessário o investimento nas ações voltadas para o desenvolvimento de experimentos de custo reduzido, afinal, temos vivenciado um cenário de constantes cortes de verbas destinadas às escolas, institutos e universidades.…”