Desenvolvendo uma Prática Experimental Quantitativa da Difração da Luz Utilizando Materiais Alternativos

Marcelo Franklin da Silva  Santos; Tamires de Abreu  Silva; André Scheidegger  Laia; Marco Antonio Travassos; Antônio José Gomes Carvalho  Silva; Evair Dias  Nascimento; Galafre Guttemberg da  Costa Filho; Natalia Caroline Lopes  Travassos

doi:10.5281/zenodo.21441494

Autores

Marcelo Franklin da Silva Santos Universidade Federal de Sergipe, UFS https://orcid.org/0000-0002-4901-9728
Tamires de Abreu Silva Rede Pública Municipal de Nova Ipixuna, Pará https://orcid.org/0009-0005-9725-8730
André Scheidegger Laia Universidade do Estado do Pará, UEPA https://orcid.org/0000-0003-3484-1150
Marco Antonio Travassos Universidade do Estado do Pará, UEPA https://orcid.org/0000-0002-1605-4535
Antônio José Gomes Carvalho Silva Instituto Federal de Educação ,Ciênicas e Tecnologia do Amapá, IFAP https://orcid.org/0000-0001-7285-672X
Evair Dias Nascimento Universidade do Estado do Pará, UEPA https://orcid.org/0000-0002-2821-2094
Galafre Guttemberg da Costa Filho Universidade do Estado do Pará, UEPA https://orcid.org/0000-0003-4120-4045
Natalia Caroline Lopes Travassos Universidade do Sul e Sudeste do Pará, UNIFESSPA https://orcid.org/0009-0008-5292-8210

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.21441494

Palavras-chave:

Ensino de física, Atividade experimental, Difração da luz

Resumo

O ensino de física vinculado ao uso de atividades experimentais pode melhorar o processo de ensino aprendizagem, sobretudo no campo da óptica física, onde tais práticas são escassas devido ao alto custo de equipamentos laboratoriais. Devido a este fato, muitos pesquisadores têm se dedicado ao desenvolvimento de práticas experimentais alternativas que possam suprir esta carência, fazendo-se uso de materiais de baixo custo ou de fácil obtenção. No estudo da óptica, um dos assuntos que tem ganhado bastante destaque na confecção de experimentos alternativos é a difração da luz. No entanto, a maioria destes trabalhos concentram-se apenas na demonstração dos aspectos fenomenológicos, negligenciando a execução de uma prática experimental de cunho quantitativo e investigativo, preocupada com a precisão do método adotado. O presente trabalho propõe a confecção e realização de uma prática experimental alternativa, onde o aluno pode ser instigado a explorar o potencial máximo da prática experimental, investigando a precisão do método adotado através da comparação entre métodos ou valores de referência. Além disto, este trabalho apresenta um método simples e eficiente para obter a distribuição de intensidade a partir de uma fotografia do padrão de difração. A atividade experimental apresentada neste trabalho é de fácil execução e certamente pode ser reproduzida na maioria das escolas públicas de ensino médio.

Biografia do Autor

Marcelo Franklin da Silva Santos, Universidade Federal de Sergipe, UFS

Doutorando em Física pelo Programa de Pós-graduação em Física na Universidade Federal de Sergipe (PPGFI/UFS). Mestre em Física da Matéria Condensada (PPGFI/UFS), Licenciado em Física pela Universidade do Estado do Pará (UEPA) e Técnico em Agropecuária pelo Instituto Federal do Pará (IFPA). Atualmente tem como área de atuação a Física da Matéria Condensada, com linha de pesquisa em Física Médica, no grupo The Medical Physics and Materials Group (MPMG), desenvolvendo fósforos com propriedades de TL e OSL, em uma base de CaSO4 dopado com terras raras e elementos metálicos para aplicação em dosimetria das radiações ionizantes e colaborações em matéria condensada. Desenvolve trabalhos com simulação computacional utilizando DFT para obter dados teóricos das propriedades de materiais sólidos. Tem trabalhos na área do ensino de Física, desenvolvendo materiais alternativos, inclusivos e divulgações experimentais no Grupo Interdisciplinar de Pesquisa em Sociedade, Saúde e Meio Ambiente na Amazônia (UEPA/CNPq).

Tamires de Abreu Silva, Rede Pública Municipal de Nova Ipixuna, Pará

Graduada em Licenciatura em Física pela Universidade do Estado do Pará (UEPA), Campus VIII Marabá, com colação de grau em fevereiro de 2025. Defendi meu Trabalho de Conclusão de Curso em dezembro de 2024, intitulado A utilização do transformador flyback para demonstrar fenômenos físicos de eletrostática no terceiro ano do Ensino Médio.Atualmente, sou professora de Matemática na rede pública municipal de Nova Ipixuna Pará, atuando no Ensino Fundamental II. Possuo experiência como professora estagiária na Escola Maria Irani Rodrigues da Silva, em Nova Ipixuna, onde realizei estágio de 6 meses acompanhando um aluno com deficiência visual do terceiro ano do Ensino Médio, o que me proporcionou vivência em práticas pedagógicas inclusivas.Tenho interesse nas áreas de ensino de Física e Matemática, metodologias ativas de aprendizagem, experimentação no ensino de Ciências, inclusão escolar e práticas interdisciplinares.

André Scheidegger Laia, Universidade do Estado do Pará, UEPA

Doutor em Física pela Universidade Federal de Sergipe (UFS - 2021). Mestre em Física (MNPEF) pela Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA - 2016). Especialista em Metodologia do Ensino de Matemática e Física pela UNINTER - 2013. Graduado em Ciências Naturais com Habilitação em Física pela Universidade do Estado do Pará (UEPA - 2011). Atualmente é Docente Efetivo da Universidade do Estado do Pará desde 2013, lotado no Campus Marabá, lecionando disciplinas de Física I, II, III e IV e disciplinas relacionadas ao ensino de física. Além disto, é coordenador do laboratório de física, coordenador Adjunto do curso de Física. É membro do colegiado do campus VIII Marabá. É membro do colegiado do curso de Licenciatura em Física. É membro do Comitê de Ética do campus. É membro da Sociedade Brasileira de Física (SBF). Membro do Grupo Interdisciplinar de Pesquisa em Sociedade, Saúde e Meio Ambiente na Amazônia (UEPA/CNPq), atuando na Linhas de Pesquisa ''Ensino na Educação Básica da Amazônia''. Tem experiência docente no ensino fundamental, médio, superior e cursos de formação inicial e continuada - Pronatec. Participa de grupo de pesquisa de óptica não-linear, sua área de pesquisa é fotônica e atualmente trabalho com sensoriamento óptico de temperatura.

Marco Antonio Travassos, Universidade do Estado do Pará, UEPA

Possui graduação em Matemática (2014) pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS/CPTL); mestrado em Matemática Pura (2017) pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), na área de Análise, com ênfase em Equações Diferenciais Parciais Parabólicas; e doutorado em Engenharia Elétrica (2022) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP/FEIS), na área de Automação, com ênfase no controle de sistemas dinâmicos variantes no tempo. Atualmente, é Professor Assistente de Matemática Aplicada na Universidade do Estado do Pará (UEPA), campus VIII, em Marabá-PA. Suas áreas de pesquisa e interesse abrangem a análise e controle de sistemas mecânicos, bem como a aplicação de métodos matemáticos à resolução de problemas físicos e de engenharia.

Antônio José Gomes Carvalho Silva, Instituto Federal de Educação ,Ciênicas e Tecnologia do Amapá, IFAP

Licenciado em Física pela Universidade Federal do Tocantins-UFT e graduando em Licenciatura em Matemática pela CESUMAR, Mestre e Doutor em Física pela Universidade Federal da Paraíba-UFPB. Fui Coordenador Adjunto do Curso de Licenciatura Plena em Física da UEPA- campus VIII em Marabá/PA (PORTARIA N 71 GD/CCSE, de 8 de agosto de 2022)(2022-2024). Fui Docente Temporário do Departamento de Ciências Naturais da Universidade do Estado do Pará-UEPA (Edital, n 90/2021-UEPA) (2022-2024), Colaborador do Cursinho Popular Avante-UEPA e Coordenador do Cursinho de Matemática Básica da UEPA em Marabá (2022-20024). Fui membro do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos (PORTARIA N 886/23, de 26 de maio de 2023)(2023-2024) . Docente do quadro efetivo de carreira EBTT do Instituto Federal de Educação ,Ciênicas e Tecnologia do Amapá - IFAP - Campus Avançado Oiapoque. Desenvolve Pesquisa em Teoria Geral de Partículas e Campos e Ensino de Física, atuando principalmente nos seguintes temas: Quebra de simetria de Lorentz, renormalização, gravidade quântica e Modelo Padrão.

Evair Dias Nascimento, Universidade do Estado do Pará, UEPA

Possuo graduação em Licenciatura Plena em Química e mestrado em Química, com concentração em Físico-Química e Química Inorgânica, pela Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA), e doutorado em Ciências, na área de Química Analítica, pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Atualmente sou Professor Assistente da Universidade do Estado do Pará (UEPA), Campus VIII Marabá, onde atuo como coordenador do Laboratório de Química e Coordenador de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do curso de Licenciatura em Química. Desenvolvo atividades de ensino, pesquisa e extensão nas áreas de Química Analítica e Eletroanalítica, com ênfase no desenvolvimento de métodos eletroanalíticos, caracterização e aplicação de novos materiais e nanomateriais para a construção de sensores eletroquímicos destinados ao monitoramento ambiental e a análises químicas de interesse tecnológico. Também atuo em pesquisas relacionadas à síntese e aplicação de nanomateriais, biomoléculas e tecnologias voltadas para a sustentabilidade ambiental. Tenho interesse e atuação na área de Ensino de Química, especialmente em metodologias ativas de aprendizagem, experimentação no ensino de Ciências, divulgação científica, formação inicial e continuada de professores e desenvolvimento de recursos didáticos inovadores. Minhas pesquisas nessa área buscam promover a aprendizagem significativa, o protagonismo estudantil e a integração entre teoria e prática no processo de ensino e aprendizagem. Integro o Grupo Interdisciplinar de Pesquisa em Sociedade, Saúde e Meio Ambiente na Amazônia (UEPA/CNPq), desenvolvendo estudos na linha de Ciência, Tecnologia e Utilização dos Recursos Naturais da Amazônia.

Galafre Guttemberg da Costa Filho, Universidade do Estado do Pará, UEPA

Professor Assistente da Universidade do Estado do Pará na área de Estatística, do Departamento de Matemática, Estatística e Informática/ Centro de Ciências Sociais e da Educação. Bacharel em Estatística, Especialista em Bioestatística e Mestre em Ciências da Educação. Ministra as disciplinas voltadas para Estatística e Matemática, com a aplicação das Metodologias Ativas de Ensino e Aprendizagem nos cursos de Ensino Superior no interior paraense. Possui experiência nos cursos de Administração; Logística; Pedagogia; Engenharias Civil, Elétrica, Mecânica, de Produção, Florestal, Software e Ambiental; Tecnologia de Alimentos; Licenciaturas em Matemática, Biologia, Química , Física e Ed. Física (bacharelado e Licenciatura); Sistemas de Informação; Tecnologia de Análise e Desenvolvimento de Sistemas; Odontologia, Enfermagem, Psicologia, Ciências Sociais.

Natalia Caroline Lopes Travassos, Universidade do Sul e Sudeste do Pará, UNIFESSPA

Possui graduação em Matemática/Licenciatura pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS/CPTL), onde atuou como bolsista no grupo PET-Matemática de 12/2010 a 12/2014. Possui mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP/FEIS). Em 2017, ingressou como aluna de doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da UNESP/FEIS, onde foi bolsista CNPq, FEPISA (Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira) e CAPES, e integrou os grupos de pesquisa "Wavelets e Processamento de Sinais" e "Equações Diferenciais e Funções Generalizadas", tendo solicitado o desligamento do curso em 10/2019. De 2022 a 2023, foi professora categoria O da SEDUC-SP, atuando no Centro de Inovação da Educação Básica Paulista (CIEBP) ofertando trilhas formativas, atividades, mentorias e formações para estudantes e docentes da rede Municipal e Estadual. Em 2024 foi professora coordenadora de matemática do Kumon Nova Marabá em Marabá/PA. Atualmente é aluna do curso de Tecnologia de Ciência dos Dados da UFMS.

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