Construção de um espectrômetro com materiais de baixo custo para análise da fluorescência no contexto do ensino médio

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Lima, Cleison Adriano de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Física Aplicada
• Palavras-chave em Português: Física; Estudo e ensino; Ensino médio; Espectroscopia; Fluorescência; Instrumentação Específica de Uso Geral em Física
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32335; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.164

Na investigação do fenômeno da fluorescência, surgiu o interesse em construir um instrumento para análise do espectro de emissão de substâncias fluorescentes. A análise via espectrômetro poderia proporcionar uma compreensão mais profunda desse fenômeno e abrir caminho para aplicações práticas, principalmente no contexto educacional. Espectrômetros são instrumentos projetados para analisar a composição de um feixe luminoso. O espectro resultante, geralmente representado como um gráfico da intensidade pelo comprimento de onda da luz emitida, frequentemente exibe uma série de picos que funcionam como uma espécie de "assinatura" ou "impressão digital" da substância em análise. Espectrômetros comerciais são dispendiosos e, frequentemente, inacessíveis para a realidade do ensino médio. Diante dessa questão, o objetivo principal deste projeto é a construção de um espectrômetro de baixo custo, utilizando materiais de fácil obtenção, e sua implementação por meio de uma sequência didática no ensino médio. O objetivo é introduzir a prática experimental de forma ativa no ambiente da sala de aula e despertar o interesse dos estudantes em áreas como óptica e a interação da luz com a matéria. O diferencial do espectrômetro construído neste trabalho está na simplicidade de sua montagem, sendo um dispositivo compacto e móvel que facilita sua utilização no ambiente escolar. Adicionalmente, ele aborda os princípios básicos da óptica, tais como as propriedades das lentes e a difração, presentes nos currículos de física do ensino médio. A análise visual direta das cores do espectro de emissão no anteparo é intrigante, pois é comum que os estudantes esperem observar apenas a cor do laser incidente devido à reflexão. No entanto, o aparato construído revela uma gama de cores adicionais, o que ajuda a elucidar os princípios fundamentais da fluorescência, em que os comprimentos de onda de emissão são maiores do que os de absorção. Como base teórica para a sequência didática, foi utilizada a abordagem de David Ausubel e George Kelly, que ressaltam a construção ativa do conhecimento. Segundo Ausubel, a aprendizagem é dita significativa quando um novo conhecimento se relaciona de forma não arbitrária e substantiva com o conhecimento prévio do aluno. Para facilitar esse processo, é essencial apresentar ao aluno um material potencialmente significativo. Uma maneira de fazer isso é através de atividades experimentais, que permitem uma abordagem prática e envolvente na recepção do novo conhecimento. Por outro lado, Kelly destaca em seu Ciclo de Experiência Kellyana os caminhos pelos quais uma pessoa constrói o conhecimento. Considerando uma sequência didática com base nesse ciclo, geralmente são aplicados questionários pré-testes e pós-testes com intuito de avaliar os resultados da intervenção. A dissertação e o produto educacional apresentam o passo a passo da construção do espectrômetro e os resultados obtidos, além de proporem uma sequência didática para o uso do aparato experimental em turmas do segundo ano do ensino médio. Os resultados da sequência são discutidos pela análise dos questionários diagnósticos e na interação entre professor e alunos durante as aulas teóricas e práticas. O material produzido está disponibilizado no seguinte endereço eletrônico: https://cleisonlima.wixsite.com/produto-educacional. Palavras-chave: Ensino De Física; Instrumentação; Espectrômetro; Fluorescência; Teoria Da Aprendizagem Significativa; David Ausubel; Ciclo De Experiência Kellyana; George Kelly.