Eletromagnetismo no Ensino Médio

Objetivos da caixa de óptica:

Utilizar a caixa para realizar experimentos de óptica que servem como introdução a esse estudo ou também como uma síntese do que foi estudado.

Ideias e conteúdos abordados com os experimentos da caixa de óptica:

- Por que precisamos de luz para enxergar?
- Como enxergamos - Olho humano
- Propagação retilínea da luz
- Câmara escura
- Imagem
- Fontes de luz
- Sombra
- Reflexão da luz
- O caminho da luz quando refletida por um espelho plano

Atividades a serem realizadas com a Caixa Óptica:

1 - "Caixa do nada" e "por que precisamos de luz para enxergar?"
2 - "Olhando o mundo de cabeça para baixo"
3 - "A dança da sombra"
4 - "Olhando para as estrelas"
5 -"Por que enxergo os Snoops?"
6 - "Me engana que eu gosto"

Como utilizar a caixa de óptica e quais as perguntas a fazer em cada atividade:

1-"Caixa do nada" e "por que precisamos de luz para enxergar?"

Como usar a caixa: com a fonte de luz desligada, colocar o olho no orifício A1 (olho 1).

Perguntas a serem feitas ao aluno:
O que está enxergando?
Por que não enxerga nada que tem dentro da caixa?
O que precisamos para enxergar?
Por que precisamos de luz?

2- Olhando o mundo de cabeça para baixo

Como usar a caixa: Abrir o orifício D2. Colocar o olho no orifício A1 (olho 1).

Perguntas a serem feitas ao aluno:
Agora você está enxergando?
O que está enxergando?
Por que está enxergando invertido?
Por que podemos comparar o que está acontecendo dentro da caixa com o olho humano?
Sabemos que existem muitas diferenças entre o que está acontecendo dentro da caixa e no olho humano, mas quais as semelhanças que podemos destacar?

3- A dança da sombra

Como usar a caixa: Tampar bem todos os orifícios. Utilizar o acessório 1 (triângulo colado na ponta do palito dentro da fenda E1'. A fonte de luz deve estar ligada. Colocar o olho no orifício A1 (olho 1). Movimentar o palito na fenda e observar o que acontece com a sombra da figura.

Perguntas a serem feitas ao aluno:
O que você está vendo?
Qual a diferença entre o que você está enxergando agora e o que enxergou dentro da câmara escura⁽¹⁾?
Podemos chamar o que está enxergando de imagem?
O que acontece com o que está enxergando quando aproximamos o triângulo da fonte de luz? E quando afastamos? Por que isso acontece?
O que é penumbra?

(1) a câmara escura é outro experimento, que utilizo num momento anterior a este, dentro do meu planejamento.

4- Olhando para as estrelas

Como usar a caixa: tampar todos os orifícios; a fonte de luz deve estar ligada; colocar o olho no orifício A1 (olho 1). Utilizar a fenda E1' para jogar as estrelinhas.

Perguntas a serem feitas ao aluno:
Podemos enxergar a luz?
Quando podemos "enxergar a luz"?
Imagine um ponto no espaço dentro da caixa (no centro da caixa). Podemos enxergar luz nesse ponto?
(Jogar as estrelinhas)
Imagine que nesse ponto haja uma estrelinha.
Sabemos que se luz nesse ponto?
Por que sabemos que tem luz nesse ponto?

5- Por que enxergo os Snoops?

1ª Parte:
Como usar a caixa: Tampar bem todos os orifícios. Ligar a luz da lanterna. Retirar a faixa 1. Colocar o olho no orifício A1 (olho 1).
Perguntas a serem feitas ao aluno:
O que está enxergando?
Quantos Snoops você está enxergando?

Avisar o aluno: Preste bem atenção às figurinhas que está vendo, pois a próxima parte da atividade está ligada ao que está vendo agora.

Por que está enxergando?
Qual o caminho da luz? Descreva esse caminho.
Podemos enxergar essas figuras sem estar olhando diretamente para elas? (acredito que eles falem sobre o espelho que será a 2ª parte desta atividade)

2ª Parte:
Como usar a caixa: Tampar bem todos os orifícios. Manter a lanterna acesa. Explicar para o aluno que vai colocar o olho no orifício B14 (olho 2) que fica do mesmo lado da caixa onde estão as figuras do Snoop.
Perguntas a serem feitas ao aluno:
Como podemos enxergar os Snoops agora?
Basta termos espelhos em qualquer posição para enxergar todos os Snoops?

[Explicar para o aluno que cada painel (papel cartão preto que está encaixado na tampa da caixa) está cobrindo um espelho]

Temos os painéis 1, 2, 3 e 4, escondendo os espelhos 1,2,3 e 4.
Pense e responda:
Quantos Snoops podemos enxergar quando puxamos o painel 1?
Represente o caminho da luz sobre a tampa da caixa com os palitos.

Puxar o painel 1, e perguntar:
O que está enxergando?
Por quê?
Como compara o que está enxergando com a sua hipótese?
Repita o mesmo procedimento com os outros painéis.

Esta dinâmica serve para discutir com o aluno os caminhos da luz que ele representou para enxergar os Snoops e levá-lo a pensar na reflexão da luz e no caminho da luz que acontece desde o momento que sai do objeto, incide no espelho e depois vai para dentro do olho.

6- Me engana que eu gosto

Como usar a caixa: Continuar com a fonte ligada e o olho no orifício B14 (olho 2). Introduzir na fenda o acessório do palito com um círculo branco.
Perguntas a serem feitas ao aluno:
Que palavra você lê diretamente no papel?
Que palavra está lendo no espelho?
Porque isso acontece?

Projeto da caixa de óptica:

Dimensões:
Altura ........................9,0 cm
Comprimento.........37,5 cm
Profundidade........23,5cm

Construção:

Materiais utilizados:
Cola em bastão, cola quente, papel cartão preto, papel camurça preto, estilete, régua, adesivos do Snoop, fita isolante, lanterna, estrelinhas coloridas, palitos e 4 espelhos planos
A caixa foi forrada com papel camurça preta por dentro.

Projeto completo da caixa:

Descrição do projeto:

Caixa
Lado A da caixa:
A1 - olho 1- orifício de 1,5 cm de diâmetro
A2 - espelho 1
A3 - espelho 2
A4 - espelho 3
A5 - espelho 4
Dimensões dos espelhos 6,5x 6,5 cm

Lado B da caixa:
Adesivos do Snoop - B1, B2, B3, ... B12 e B13
B14 - olho 2 - orifício para o olho - quadrado de lado 1 cm

Lado C da caixa:
C1 - forrado com papel branco
C2 - Fenda de 7 cm para encaixe da faixa (acessório F6)

Lado D da caixa:
D1 - orifício para lanterna
D2 - orifício para Câmara escura
D3 - Fenda de 7 cm para encaixe da faixa (acessório F6)

Tampa da caixa
Lado E' da tampa:
E'1 - Fenda de 12 cm
E'2 - Fenda de 7 cm para encaixar F7
E'3 - Fenda de 7 cm para encaixar F8
E'4 - Fenda de 7 cm para encaixar F 9
E'5 - Fenda de 7 cm para encaixar F10

Acessórios (F)
F1- Estrelinhas coloridas
F2 - Palito com triângulo preto colado na extremidade
F3- Palito com circunferência branca escrita a palavra amor inversa
F4- Palitos para representar o caminho da luz
F5 - lanterna
F6- Faixa 1 - papel cartão preto (7x 50 cm) para introduzir nas fendas C2 e D4 para esconder as figuras do Snoop no lado B da caixa
F7 - painel 1- papel camurça preto 7x12cm
F8 - painel 2- papel camurça preto 7x12cm
F9 - painel 3- papel camurça preto 7x12 cm
F10- painel 4 - papel camurça preto 7x12 cm

Fotos da montagem da caixa:

Foto 1: visão da caixa

Foto 2: Colar papel branco no lado C da caixa

Foto 3: Posição do olho 1 - A1

Foto 4: Orifício D2 para entrada de luz

Foto7: Lanterna encaixada no orifício e figuras coladas do lado oposto aos espelhos

Foto 8: Faixa 1 que vai servir para esconder as figuras e vai passar pelas fendas C1 e D3.

Foto 9: Palito com triângulo preto colado na extremidade para atividade a dança da sombra
que deve ser inserido na fenda da tampa (E'1)

Foto 10: Caixa finalizada com os espelhos, lanterna posicionada, faixa 1 encaixada nas fendas

para tampar as figuras, os painéis 1,2,3 e 4 encaixados nas fendas da tampa para tampa