MANUAL DO PRODUTO EDUCACIONAL O USO DO FANTASMA DE …

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

MANUAL DO PRODUTO EDUCACIONAL

O USO DO FANTASMA DE PEPPER COMO RECURSO

PEDAGÓGICO NO ENSINO DE ÓPTICA GEOMÉTRICA

DENISE VIEIRA DA ROCHA ABREU

Barra do Garças-MT

2019

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

MANUAL DO PRODUTO EDUCACIONAL

O USO DO FANTASMA DE PEPPER COMO RECURSO

PEDAGÓGICO PARA O ENSINO DE ÓPTICA GEOMÉTRICA

DENISE VIEIRA DA ROCHA ABREU

Produto Educacional da dissertação do Mestrado

Nacional Profissional em Ensino de Física,

intitulada: O Fantasma de Pepper e sua

contribuição para o ensino de Óptica Geométrica,

sob orientação do Prof. Dr. Adellane Araujo

Sousa, junto ao Programa de Pós-Graduação em

Ensino de Física da Universidade Federal do Mato

Grosso.

Barra do Garças-MT

2019

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – Materiais para montagem do aparato de Dircks 10

FIGURA 2 – Encaixe do vidro no aparato de Dircks 11

FIGURA 3 – Aparato de Dircks 11

FIGURA 4 – Materiais para construir o dispositivo de John Pepper 13

FIGURA 5 – Medição do comprimento 16

FIGURA 6 – Retirando o excesso do papelão 16

FIGURA 7 – Posicionamento das caixas 17

FIGURA 8 – Fixando as caixas no eucatex 17

FIGURA 9 – Medir o papelão para fechar as laterais 18

FIGURA 10 – Retirando o excesso do papelão 18

FIGURA 11 – Fechando as laterais 19

FIGURA 12 – Acabamento nas laterais e contornos 19

FIGURA 13 – Retirando o excesso do eucatex 20

FIGURA 14 – Encaixe da fiação elétrica 20

FIGURA 15 – Fiação elétrica 21

FIGURA 16 – Pintura da caixa 21

FIGURA 17 – Fixando a porta do dispositivo 22

FIGURA 18 – Encaixe do vidro no dispositivo 22

FIGURA 19 – Dispositivo de John Pepper 23

FIGURA 20 – Interior da caixa 23

FIGURA 21 – Vista interna da caixa 23

FIGURA 22 – Controle de iluminação na caixa 24

FIGURA 23 – Posição da boneca na caixa 24

FIGURA 24 – Posição do gorila na caixa 24

FIGURA 25 – Superposição das imagens do gorila e da boneca 25

FIGURA 26 – Materiais para construir a pirâmide holográfica 27

FIGURA 27 – Molde para as faces da pirâmide holográfica 28

FIGURA 28 – Reprodução do molde das faces da pirâmide 29

FIGURA 29 – Confecção das faces da pirâmide holográfica 29

FIGURA 30 – Pirâmide holográfica 30

FIGURA 31 – Vídeo baixado no celular 30

FIGURA 32 – Falso holograma 31

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 – Visão Geral da implementação da sequência didática 8

SUMÁRIO

1 APRESENTAÇÃO 6

2 PRODUTO EDUCACIONAL 7

2.1 MONTAGEM DOS DISPOSITIVOS 10

2.1.1 APARATO DE DIRCKS 10

2.1.2 DISPOSITIVO DE JOHN PEPPER 13

2.1.2.1 Passo a passo como construir o dispositivo de John Pepper 16

2.1.3 FALSO HOLOGRAMA 27

APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO DIAGNÓSTICO 32

APÊNDICE B – QUESTIONÁRIO SOBRE OS VÍDEOS 33

APÊNDICE C – QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 1 34

APÊNDICE D – TESTE CONCEITUAL 37

APÊNDICE E – QUESTIONÁRIO SOBRE MONGA, A MULHER GORILA 38

APÊNDICE F – QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 2 39

APÊNDICE G – QUESTIONÁRIO DE OPINIÃO 44

ANEXO 1 – APRESENTAÇÃO DA PROPOSTA (AULA 1) 46

ANEXO 2 – ÓPTICA GEOMÉTRICA E REFLEXÃO DA LUZ (AULA 3) 47

ANEXO 3 – REFRAÇÃO DASLUZ (AULA 4) 50

ANEXO 4 – REFLEXÃO INTERNA TOTAL (AULA 5) 52

6

1 APRESENTAÇÃO

Ao(a) Professor(a),

Este manual do produto educacional intitulado “O uso do Fantasma de

Pepper como recurso pedagógico no ensino de Óptica Geométrica”, foi proposto

para auxiliar o trabalho docente na abordagem dos conteúdos de Óptica Geométrica

no 2º ano do Ensino Médio, relacionados aos fenômenos de reflexão, refração e

suas leis em espelhos planos, e reflexão interna total, demonstrando a existência

dos referidos fenômenos nos experimentos com o princípio do dispositivo do

“Fantasma de Pepper”, relatando sua história, apresentando a mágica através das

ilusões de óptica como ferramenta no processo ensino-aprendizagem.

Considerando que o Fantasma de Pepper é uma das ilusões de óptica mais

fascinantes e reproduzidas no mundo, formando curiosas imagens virtuais que

parecem se fundir com objetos reais, nossa proposta buscou através da construção

de dispositivos que simulassem a mágica do Fantasma de Pepper despertar o

interesse dos alunos, levando-os a compreensão dos fenômenos abordados.

Nosso produto educacional gerado é uma sequência didática com tema

principal o Fantasma de Pepper, contendo as atividades propostas e utilização dos

dispositivos nos experimentos, assim como os materiais necessários e a montagem

dos respectivos dispositivos.

Para a aplicação desta proposta construímos um conjunto de dispositivos

experimentais para realizar ilusões de óptica. Essa sequência foi elaborada de

maneira que o professor possa trabalhar os conteúdos sem nenhuma dificuldade

para implementação e uso deste produto educacional.

Esperamos que nosso trabalho possa contribuir para melhorar a

aprendizagem dos alunos nos referidos conteúdos, auxiliando o professor em sua

tarefa diária e servindo de motivação para vencer outros desafios não somente no

Ensino Médio, mas no Ensino Fundamental também.

7

2 PRODUTO EDUCACIONAL

O nosso produto educacional gerado é uma sequência didática que contém

questionários e dispositivos que realizam ilusões de óptica, na qual utilizamos como

tema gerador a história do Fantasma de Pepper, apresentando sua evolução ao

longo do tempo, sua finalidade de criação para o entretenimento e seu uso como

recurso pedagógico no ensino de conteúdos de Óptica Geométrica.

Para a aplicação desta proposta construímos um conjunto de dispositivos

experimentais, sendo: um aparato simulando o dispositivo de Dircks, uma caixa para

representar o dispositivo de John Pepper e um prisma formado por quatro faces

semi-reflexivas com uma pequena base de apoio que mantém as faces no lugar,

para realizar o experimento do falso holograma.

A inserção de nossa sequência didática em sala de aula foi através de

apresentações em Power Point, questionário inicial sobre a familiaridade dos alunos

com a óptica geométrica, aplicação dos experimentos em sala de aula, questionário

sobre o experimento aplicado e questionário entrevista sobre a opinião dos alunos

quanto à metodologia adotada. Também foi realizada uma análise da evolução

conceitual alcançada através de uma avaliação final.

A sequência didática consistiu das seguintes etapas:

I. Aplicação de um questionário diagnóstico individual com o intuito

de verificar os conhecimentos empíricos dos alunos sobre alguns conceitos

de Óptica Geométrica;

II. Apresentar vídeos gravados dos experimentos: Vela Fantasma

(1’47”), Fantasma de Pepper (2’50”) e Falso Holograma (5’26”), para

despertar a curiosidade e consequentemente a vontade de aprender;

III. Através de slides, explicar o conteúdo sobre princípios de

propagação da luz, reflexão e suas leis em espelhos planos;

IV. Aplicar atividades individuais e em duplas com questionário

sobre os conteúdos ministrados, realizando a correção com exposição oral;

V. Com o uso de slides, explicar o conteúdo de Refração e suas

leis, abordando reflexão interna total, ângulo crítico;

8

VI. Realizar os experimentos com o aparato de Dircks, o dispositivo

de John Pepper – Fantasma de Pepper (Monga: a Mulher Gorila), para

observação das leis da reflexão, refração e reflexão interna total/ângulo

crítico, apresentadas anteriormente;

VII. Apresentar a versão moderna do Fantasma de Pepper, o falso

holograma, explicando seu funcionamento e relação com a refração e

reflexão, respectivamente;

VIII. Aplicar uma avaliação de aprendizagem dos conceitos

relacionados aos experimentos, e conteúdos abordados: reflexão, refração e

suas leis em espelhos planos e reflexão interna total, para verificar se houve

aprendizagem;

IX. Realizar entrevista com os alunos sobre a metodologia

desenvolvida.

QUADRO 1- VISÃO GERAL DA IMPLEMENTAÇÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA

SEQUÊNCIA DIDÁTICA

Nº de horas-aula Tópico Recurso

Uma (1) Explanação do projeto e

Teste de Conhecimento

Prévio dos alunos.

(AULA 1 – Anexo 1)

Aula expositiva e dialogada, com

apresentação da proposta a ser

desenvolvida. Em seguida, aplicar um

questionário diagnóstico (Apêndice A)

individual em material impresso para

verificar os conhecimentos prévios dos

alunos sobre o tema que será abordado.

Duas (2)

Vídeos dos

experimentos com o

aparato de Dircks, o

dispositivo de Pepper e

o Falso holograma.

(AULA 2)

A aula foi desenvolvida por meio de

vídeos dos experimentos, aplicação de

questionário em dupla (Apêndice B)

sobre os experimentos abordados.

Princípios de

Propagação da Luz e

Reflexão da Luz.

Questionário Avaliativo

1


Aula expositiva e dialogada com uso de

slides para explicar Princípios de

Propagação da Luz e Reflexão da Luz.

Aplicar Questionário Avaliativo 1

(Apêndice C) dos conteúdos

trabalhados.

9

Uma (1) Refração Luminosa


Introdução ao conteúdo Refração

Luminosa, esta aula foi aplicada por meio

de apresentação de slides.

Duas (2)

Refração Luminosa

(Refração, Reflexão

Interna Total e Ângulo

Crítico).


Concluir explicação do conteúdo

Refração Luminosa com o uso de slides e

com aplicação de Teste Conceitual

(Apêndice D).

Realizar experimentos.

(AULA 6)

Realização dos experimentos com o

aparato de Dircks, o dispositivo de

Pepper e Falso Holograma, com enfoque

maior no Fantasma de Pepper. Aplicar o

questionário sobre o experimento com a

ilusão de óptica do Fantasma de Pepper

(Apêndice E)

Duas (2)

Questionário Avaliativo

2.

(AULA 7)

Aplicar questionário abordando todo o

conteúdo ministrado na sequência

didática. (Apêndice F)

Questionário Pesquisa

de Opinião.

(AULA 8)

Aplicação de questionário sobre a opinião

dos alunos com relação a experiência

didática. (Apêndice G)

Fonte: Denise V. da Rocha Abreu. UFMT. Campus Barra do Garças.MT. Out. 2018.

10

2.1 MONTAGEM DOS DISPOSITIVOS

2.1.1 APARATO DE DIRCKS

Para a construção do Aparato de Dircks e realização da ilusão de óptica

Vela Fantasma utilizamos os materiais apresentados na figura 12.

FIGURA 1 – MATERIAIS PARA MONTAGEM DO APARATO DE DIRCKS

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)


Na figura 1a, temos uma vela e fósforo. Na figura 1b, um copo de vidro

transparente. Figura 1c, um bécker de 250ml. Figura 1d, uma placa de vidro com

11

dimensões 40x40x0,2cm. Na figura 1e uma placa de madeira enegrecida com

dimensões 80x40x2cm utilizada para fixação do vidro e na figura 1f, temos a tinta

spray na cor preto fosco usada na pintura da placa de madeira.

A montagem desse aparato é bem simples, após a aquisição dos materiais

citados, é feita a pintura da placa de madeira e colocado o vidro no encaixe

destinado e já estará pronto. Restando apenas o controle da iluminação ambiente

para realizar a ilusão de óptica “Vela Fantasma”. Na figura 2, mostramos o encaixe

do vidro.

FIGURA 2 – ENCAIXE DO VIDRO NO APARATO DE DIRCKS


Apresentamos a seguir na figura 3 o aparato de Dircks pronto para uso.

FIGURA 3 - APARATO DE DIRCKS


O vídeo demonstrando a “Vela Fantasma” pode ser visto em: https://drive.google.com/file/d/1Boj3YkPRnBTDz3i53Cwzu4s09lIrHeO9/view?usp=sharing

https://drive.google.com/file/d/1Boj3YkPRnBTDz3i53Cwzu4s09lIrHeO9/view?usp=sharing

12

Para a montagem do aparato acima, utilizamos como referência o modelo

criado por Paulo Fernando Zaratini de Oliveira e Silva (2015).

Como usar o aparato de Dircks?

O aparato de Dircks é indicado para investigação dos fenômenos de reflexão

e refração da luz. É possível através da alteração da luminosidade ambiente, alta e

baixa intensidade, perceber o fenômeno de conjugação da imagem pelo vidro,

permitindo ao professor abordar as leis da reflexão e refração.

A seguir, sugerimos algumas questões que poderão ser trabalhadas com os

alunos com o aparato de Dircks:

1. Com a variação da intensidade luminosa, considerando a luminosidade

ambiente homogênea no primeiro momento e depois a luz da vela ser

predominante, o que ocorre com o vidro?

2. Qual fenômeno é predominante quando temos a intensidade luminosa

homogênea no ambiente?

3. Ao escurecer o ambiente, prevalecendo somente a luz da vela, qual

fenômeno é possível observar? Quais as características da imagem

formada no vidro?

4. É possível perceber os fenômenos relacionados no aparato de Dircks em

situações cotidianas? Dê exemplos e justifique.

5. Nas situações cotidianas citadas qual fenômeno físico é

predominante?(Essa questão abre precedente para discussão dos

conceitos aprendidos pelos alunos, através das explicações dos

fenômenos observados.)

13

2.1.2 DISPOSTIVO DE JOHN PEPPER

FIGURA 4 – MATERIAIS PARA CONSTRUIR O DISPOSITIVO DE JOHN PEPPER

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

14

(i)

(j)

(k)

(l)

(m)

(n)

(o)

(p)

15

(q)

(r)


Na figura 4a, temos duas caixas de papelão. Na figura 4b, seis metros de fio

2,5x2mm. Na figura 4c, um pino macho para tomada. Na figura 4d, duas lâmpadas

de 100w. Na figura 4e, dois soquetes de porcelana. Figura 4f, fita isolante. Figura 4g,

duas tintas spray na cor preto fosco, para pintura da caixa. Figura 4h, duas

dobradiças. Figura 4i, uma lata de sardinha vazia para servir de suporte das chaves

do controle de iluminação. Figura 4j, uma boneca. Figura 4k, um gorila. Figura 4l,

uma placa de vidro transparente com dimensões 44x50x0,5cm. Figura 4m, temos as

ferramentas utilizadas. Figura 4n, temos 40 parafusos 1,5x4”. Figura 4o, uma

madeirite 2mm (40x40cm). Figura 4p, um Eucatex 2mm (85x65cm), para ser a base

do dispositivo. Figura 4q, 12 tarugos com dimensões 45x3x2cm, para as emendas

no papelão e contornos necessários na caixa e na figura 4r, temos duas chaves

dímer bivolt.

16

2.1.2.1 Passo a passo como construir o dispositivo de John Pepper

Após a aquisição e organização dos materiais necessários, vamos a

construção de nosso dispositivo.

Na figura 5, apresentamos a medição no comprimento das duas caixas de

papelão. Utilizamos a fita métrica e uma caneta para marcar a distância de 45 cm no

comprimento de cada uma das caixas.

FIGURA 5 – MEDIÇÃO DO COMPRIMENTO


Na figura 6, vamos retirar o excesso das duas caixas, utilizando um arco de

serra manual (segueta), para fazermos o corte sem danificar o papelão.

FIGURA 6 – RETIRANDO O EXCESSO DO PAPELÃO


17

A figura 7 mostra como devemos posicionar as caixas. Vamos posicionar as

caixas em um ângulo de 90◦, apoiando-as sobre o Eucatex.

FIGURA 7 – POSICIONAMENTO DAS CAIXAS


A figura 8, mostra as caixas sendo fixadas no Eucatex. Utilizamos um

grampeador de tapeceiro, grampeando o fundo das caixas no Eucatex.

FIGURA 8 – FIXANDO AS CAIXAS NO EUCATEX


18

Para fechar as laterais descobertas do dispositivo, vamos pegar outro

pedaço de papelão medir o tamanho necessário, marcar com uma caneta, conforme

figura 9.

FIGURA 9 – MEDIR O PAPELÃO PARA FECHAR AS LATERAIS


Após marcarmos o tamanho necessário, vamos cortar o excesso. Para

retirar o excesso do papelão utilizamos um estilete, conforme figura 10.

FIGURA 10 – RETIRANDO O EXCESSO DO PAPELÃO


19

Em seguida, vamos encaixar o papelão nas laterais para fechar o espaço da

caixa. Depois, abriremos um pequeno buraco em uma das laterais do encaixe para

ser o local de onde o observador assistirá a ilusão de óptica, conforme figura 11.

FIGURA 11 – FECHANDO AS LATERAIS


Logo após, colocamos em todas as emendas laterais e contornos da caixa

os tarugos, parafusando-os para firmar. Utilizamos uma furadeira para perfurar os

tarugos com o papelão. Conforme figura 12.

FIGURA 12 – ACABAMENTO NAS LATERAIS E CONTORNOS


20

Em seguida, utilizando a serra manual (segueta) vamos retirar o excesso do

Eucatex que ficou na parte de trás da caixa, conforme figura 13.

FIGURA 13 – RETIRANDO O EXCESSO DO EUCATEX


Utilizando uma chave de fenda, vamos perfurar a caixa nas duas laterais do

fundo para encaixar a fiação elétrica, conforme figura 14.

FIGURA 14 – ENCAIXE DA FIAÇÃO ELÉTRICA


A figura 15, mostra o fio no buraco que fizemos com a chave de fenda.

Organizando a fiação elétrica na caixa.

21

FIGURA 15 – FIAÇÃO ELÉTRICA


Vamos pintar toda parte interna e externa da caixa na cor preto fosco (tinta

spray de secagem rápida). Conforme figura 16.

FIGURA 16 – PINTURA DA CAIXA


Agora vamos colocar a madeirite já pintada de preto, fixando-a com as

dobradiças, para fazer a porta do dispositivo, conforme figura 17.

22

FIGURA 17 – FIXANANDO A PORTA DO DISPOSITIVO


Agora, encaixaremos o vidro na diagonal da caixa, no espaço que

colocamos a porta de madeirite, de acordo com a figura 18.

FIGURA 18 – ENCAIXE DO VIDRO NO DISPOSITIVO


Nosso aparato para simular o dispositivo de John Pepper está pronto,

apresentado na figura 19.

23

FIGURA 19 – DISPOSITIVO DE JOHN PEPPER


O vídeo sobre o “Fantasma de Pepper” pode ser visto em:

https://drive.google.com/file/d/18x_412nnPA0iMO2hsW4nF_OHrmmHcHNm/view?usp=sharing

O interior da caixa pode ser visto na figura 20.

FIGURA 20 – INTERIOR DA CAIXA


Outra vista interna da caixa na figura 21.

FIGURA 21 – VISTA INTERNA DA CAIXA


https://drive.google.com/file/d/18x_412nnPA0iMO2hsW4nF_OHrmmHcHNm/view?usp=sharing

24

O controle de iluminação da caixa na parte de trás é visto na figura 22.

FIGURA 22 – CONTROLE DE ILUMINAÇÃO NA CAIXA


A posição da boneca dentro da caixa é visto na figura 23.

FIGURA 23 – POSIÇÃO DA BONECA NA CAIXA


A posição do gorila dentro da caixa é vista na figura 24.

FIGURA 24 – POSIÇÃO DO GORILA NA CAIXA


25

Na figura 25, podemos ver uma imagem formada pelas superposição das

imagens do Gorila e da boneca na ilusão de óptica da “Monga, a Mulher Gorila”.

FIGURA 25 – SUPERPOSIÇÃO DAS IMAGENS DO GORILA E DA BONECA


Como usar o dispositivo do Fantasma de Pepper?

A ilusão de óptica do Fantasma de Pepper é um recurso pedagógico rico em

investigação dos fenômenos de reflexão, refração e reflexão interna total. O

professor poderá utilizar essa técnica ilusória para enriquecer suas explicações,

despertar o interesse e a motivação do aluno em aprender.

A seguir, sugerimos algumas questões/situações que poderão ser

trabalhadas com os alunos com o dispositivo do Fantasma de Pepper:

1. O professor poderá utilizar outros objetos para realizar a ilusão de óptica.

Por exemplo: bola e cubo, copo e caneca, boneca e boneco, etc. Ao

variar os objetos mostrar ao aluno que pode-se observar a ilusão de

óptica da transformação com qualquer objeto.

2. Para obter um melhor aproveitamento, ao realizar esse experimento em

sala de aula, é necessário dividir a turma em grupos com no máximo

cinco alunos, para melhor visualização do truque de mágica com a ilusão

de óptica.

3. Ao realizar a ilusão de óptica, poderá mudar a posição do vidro variando

o ângulo, mostrando aos alunos que com ângulos diferentes do proposto

não acontecerá mais o fenômeno da reflexão interna total, ocorrendo

26

somente reflexão e refração. Solicitar que expliquem esse fato com

argumentos físicos.

4. O professor poderá também abordar fenômenos do cotidiano

relacionados a reflexão interna total, tais como, as miragens no asfalto, a

fibra óptica e suas aplicações, assim como citar o uso desse truque em

apresentações de cantores famosos que já faleceram, Michael Jackson

(faleceu em 2009, apresentou um show em 2014), Tupac Shakur (show

em 2012 e faleceu em 1996), etc.

5. Evidenciar a importância do controle de iluminação na realização da

ilusão de óptica. Solicitar aos alunos que analisem sua importância.

6. Questionar os alunos sobre o que observaram quando a luz começou a

variar. Solicitar que expliquem utilizando argumentos físicos.

7. Questionar aos alunos se já viram algo semelhante a ilusão apresentada.

8. Solicitar aos alunos que expliquem onde está a física na ilusão de óptica

do Fantasma de Pepper.

27

2.1.3 FALSO HOLOGRAMA

Na figura 26, apresentamos os materiais necessários para a construção da

pirâmide holográfica.

FIGURA 26 – MATERIAIS PARA CONSTRUIR DA PIRÂMIDE HOLOGRÁFICA

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

28

(g)


Na figura 26a, temos duas folhas de transparência. Na figura 26b,

temos régua, lapiseira e borracha. Na figura 26c, uma tesoura. Na figura 26d,

um transferidor. Na figura 26e, fita adesiva transparente. Na figura 26f, uma

folha de papel opaline para o riscar o molde da face da pirâmide e na figura

26g, temos uma caneta marcador permanente.

Na figura 27 apresentamos o molde das faces da pirâmide.

FIGURA 27 – MOLDE PARA AS FACES DA PIRÂMIDE HOLOGRÁFICA

Fonte:

https://www.google.com.br/search?q=pepper%27s+ghost+pyramid&tbm=isch&source=hp&sa=X&ved=

2ahUKEwjcytee8_XgAhWuIbkGHSKGDlwQsAR6BAgGEAE&biw=1366&bih=613

https://www.google.com.br/search?q=pepper%27s+ghost+pyramid&tbm=isch&source=hp&sa=X&ved=2ahUKEwjcytee8_XgAhWuIbkGHSKGDlwQsAR6BAgGEAE&biw=1366&bih=613

https://www.google.com.br/search?q=pepper%27s+ghost+pyramid&tbm=isch&source=hp&sa=X&ved=2ahUKEwjcytee8_XgAhWuIbkGHSKGDlwQsAR6BAgGEAE&biw=1366&bih=613

29

Vamos descrever como pode ser feito a reprodução do molde da face

da pirâmide visto na figura 28.

FIGURA 28 – REPRODUÇÃO DO MOLDE DAS FACES DA PIRÂMIDE


Para a confecção das faces da pirâmide holográfica, riscamos na

transparência as quatro faces, recortamos e fixamos as laterais das faces com

fita adesiva transparente, formando a pirâmide conforme nas figura 29.

FIGURA 29 – CONFECÇÃO DAS FACES DA PIRÂMIDE HOLOGRÁFICA


30

Após fixarmos as quatro faces, montamos a pirâmide holográfica,

conforme figura 30.

FIGURA 30 – PIRÂMIDE HOLOGRÁFICA


Numa próxima etapa é necessário baixar vídeos de imagens para o

falso holograma em seu celular ou tablet e utilizar a pirâmide holográfica

reproduzindo o falso holograma. Os vídeos podem ser baixados no site:

https://www.youtube.com/watch?v=PF5zDHDd-fM .

A execução do vídeo no celular é mostrada na figura 31.

A pirâmide sobre o celular e o falso holograma podem ser vistos na

figura 32.

FIGURA 31 – VÍDEO BAIXADO NO CELULAR


https://www.youtube.com/watch?v=PF5zDHDd-fM

31

FIGURA 32 – FALSO HOLOGRAMA


O vídeo demonstrando o “Falso Holograma” pode ser encontrado em:

https://drive.google.com/file/d/1tBvNfBfFdrwzRkiLVVuCWfijnbHR50Ux/view?usp=sharing

Como usar a Pirâmide Holográfica ou Falso Holograma?

A pirâmide holográfica ou Falso Holograma é uma ilusão de óptica que

utiliza a técnica de Pepper, também é um rico instrumento didático. O professor

poderá explorar os fenômenos da reflexão, refração e reflexão interna total.

A seguir, sugerimos algumas questões que poderão ser trabalhadas

com os alunos com a pirâmide holográfica ou falso holograma:

1. Dividir a turma em grupos com no máximo quatro alunos e solicitar

que construam pirâmides holográficas em tamanhos diferentes,

para melhor explorar seu potencial. Tamanhos para serem

utilizados em aparelhos de celular, smartphones, tablets, monitores

de TV, etc. A construção da pirâmide pode se tornar mais

interessante e desafiadora aos alunos, motivando-os em aprender

os conceitos ali envolvidos.

2. Solicitar que investiguem a natureza da imagem observada na face

da pirâmide. (bidimensional ou tridimensional? Por que?)

3. Levar os alunos a investigarem situações semelhantes no cotidiano

que utilizam o princípio do Fantasma de Pepper relacionados a

pirâmide holográfica.

4. Quais os fenômenos físicos presente na pirâmide holográfica?

https://drive.google.com/file/d/1tBvNfBfFdrwzRkiLVVuCWfijnbHR50Ux/view?usp=sharing

32

APÊNDICE A: QUESTIONÁRIO DIAGNÓSTICO

Polícia Militar do Estado de Goiás Colégio Estadual da Policia Militar de Goiás Unidade João Augusto

Perillo

Série: 2º Turma: B Turno: Matutino

Professor: Denise Disciplina: Física

Aluno(a): Nº

Goiás:

QUESTIONÁRIO DIAGNÓSTICO

1. Como você descreve o que é “Luz”?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

2. A luz possui velocidade? Se a resposta for sim, qual seria o valor dessa

velocidade?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

3. É possível vermos nossa imagem refletida em que tipo de material? Cite

exemplos.

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

4. Por que um lápis parece quebrado quando está dentro de um copo com água?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

5. Por que a profundidade de uma piscina parece diminuir quando ela está cheia

de água?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

33

APÊNDICE B: QUESTIONÁRIO SOBRE OS EXPERIMENTOS


Perillo



Alunos(as): Nº

Goiás: _____/_____/_______

QUESTIONÁRIO SOBRE OS EXPERIMENTOS

1. Como podemos ver uma vela acesa dentro de um copo cheio de água?

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

______________________________________

2. Será que a Boneca realmente se transformou em Gorila? Qual a explicação para o fato?

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

_______________________________________

3. Como é possível a formação de uma imagem 3D sem a presença do objeto?

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

_____________________________________________

34

APÊNDICE C: QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 1

Polícia Militar do Estado de Goiás Colégio Estadual da Policia Militar de Goiás Unidade João

Augusto Perillo

Valor: 1,0


Valor Obtido:


Aluno(a): Nº

Goiás: ____/_____/_____

QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 1

OBSERVAÇÕES: Questionário sem nome não será corrigido e o aluno receberá nota zero; Leia as questões com muita atenção, antes de respondê-las, cada questão

vale 0,1 décimos; As questões são objetivas, apenas uma alternativa deve ser marcada e não é

permitida rasura; Dê respostas somente à caneta azul ou preta; Passe as respostas para o gabarito e entregue a professora; Guarde seu questionário para posterior correção em sala; O seu sucesso depende de seu esforço e dedicação. Bom Trabalho! 1. Um quadro coberto com uma placa de vidro plano, não pode ser visto tão nitidamente

quanto outro não coberto, porque o vidro:

a. É opaco;

b. É transparente;

c. Não reflete a luz;

d. Reflete parte da luz.

2. Você pode ver a folha de um livro, porque ela:

a. É feita de celulose;

b. Possui luz e a emite;

c. É branca e absorve a luz;

d. Difunde a luz para seus olhos.

3. A luz se propaga:

a. Em linha curva;

b. Somente no ar;

c. Num só sentido;

d. Em linha reta.

4. Os corpos que permitem a passagem parcial da luz se chamam:

a. Opacos;

35

b. Transparentes;

c. Translúcidos;

d. Luminosos.

5. Qual dos objetos seria visível numa sala perfeitamente escurecida?

a. Um espelho;

b. Qualquer superfície clara;

c. Um fio aquecido ao rubro;

d. Uma lâmpada apagada.

6. Um observador A, olhando num espelho, vê um outro observador B. Se B olhar no

mesmo espelho, ele verá o observador A. Esse fato é explicado pelo:

a. Princípio da propagação retilínea da luz;

b. Princípio da independência dos raios luminosos;

c. Princípio da reversibilidade dos raios luminosos;

d. Princípio da propagação curvilínea da luz.

7. Dentre as alternativas escolha a que contém apenas fontes que emitem luz própria

(Fontes Primárias):

a. Pilha de lanterna, Sol e fósforo;

b. Sol, Lua e lâmpada elétrica acesa;

c. Lâmpada elétrica acesa, fósforo e Sol;

d. Sol, lâmpada elétrica acesa e espelho.

8. Uma criança é colocada em frente a um grande espelho plano, a 40 cm dele. A imagem

da criança que o espelho forma:

a. É maior do que a criança;

b. Encontra-se 40 cm atrás do espelho;

c. Situa-se na superfície do espelho;

d. Está de cabeça para baixo.

9. Sobre as afirmativas abaixo, marque a correta:

a. A água pura é um meio translúcido;

b. O vidro fosco é um meio opaco;

c. O ar é um meio transparente;

d. A luz atravessa uma parede.

36

10. KLAUSS, um lindo menininho de 7 anos, ficou desconsertado quando ao chegar

em frente ao espelho de seu armário, vestindo uma blusa onde havia seu nome escrito,

viu a seguinte imagem do seu nome:

a) K L A U S S

37

APÊNDICE D: TESTE CONCEITUAL


Perillo



Aluno(a): Nº Goiás: _____/_____/_______

TESTE CONCEITUAL

Este teste visa obter informações sobre o seu conhecimento referente a alguns conceitos

de óptica. Siga as instruções abaixo para o bom encaminhamento do teste.

1. Não rasure, pois dificulta o trabalho de análise;

2. Procure não “chutar”, caso não identifique a resposta que mais se aproxime de

suas concepções, existe a opção “Não sei”, mas sempre que possível utilize as

outras opções;

3. As opções são as seguintes: V=Verdadeiro; NS=Não sei; F=Falso;

4. Bom estudo!

QUESTÕES V NS F

1. Apenas conseguimos enxergar objetos que emitem luz

própria.

2. Em uma reflexão, o raio incidente, o refletido e a normal

à superfície não estão no mesmo plano.

3. O ângulo de incidência e o ângulo refletido não tem a

mesma medida.

4. Refração é o fenômeno que ocorre quando a luz muda

seu meio de propagação.

5. O objeto e a imagem em um espelho plano são figuras

enatiomorfas, isto é, idênticas na forma, mas invertidas

lateralmente.

6. Podemos afirmar que, se uma onda passa de um meio

menos refringente para um meio mais refringente, o raio

se aproxima da normal.

7. Uma das aplicações da reflexão interna total é a fibra

óptica.

8. A reflexão interna total não pode ocorrer quando a luz

passa para um meio com um índice de refração maior que

o meio no qual se encontra inicialmente.

9. A reflexão total ocorre quando a luz passa de um meio

menos refringente para um mais refringente.

10. A afirmação, de tom humorístico, “na seca coloca-se

óculos verdes nas vacas para elas comerem capim seco”,

está correta do ponto de vista da Física, porque o capim

seco reflete todas as cores, e os óculos funcionariam

como filtro de cor, e, assim, as vacas “veriam” o capim

verde.

38

APÊNDICE E: QUESTIONÁRIO DO FANTASMA DE PEPPER


Perillo



Aluno(a): Nº Goiás:

QUESTIONÁRIO DO EXPERIMENTO FANTASMA DE PEPPER

1. O que você observou quando a iluminação começou a variar?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

2. Você conseguiu identificar o truque antes da explicação de como ele ocorreu?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

3. Qual é a relação entre a variação da intensidade luminosa e a formação da imagem?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

4. As situações apresentadas neste experimento se assemelham em situações que

ocorrem no cotidiano? Explique sua resposta.

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

5. Qual é o mistério dessa transformação? Quais fenômenos da Óptica Geométrica você

observou durante o experimento?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

39

APÊNDICE F: QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 2

Polícia Militar do Estado de Goiás Colégio Estadual da Policia Militar de Goiás Unidade João

Augusto Perillo

Valor: 1,0


Valor Obtido:


Aluno(a): Nº

Goiás: ____/_____/_____

QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 2

OBSERVAÇÕES: Questionário sem nome não será corrigido e o aluno receberá nota zero; Leia as questões com muita atenção, antes de respondê-las, cada questão

vale 0,1 décimo; Nas questões objetivas, apenas uma alternativa deve ser marcada e não é

permitida rasura; Dê respostas somente à caneta azul ou preta; Passe as respostas para o gabarito e entregue a professora; Guarde seu questionário para posterior correção em sala; O seu sucesso depende de seu esforço e dedicação. Bom Trabalho!

01-(UEL-PR) Leia o texto e analise as figuras a seguir.

TEXTO

“Apesar dos efeitos que embaralharam o Universo durante a grande oscilação, os físicos podem fazer algumas suposições razoáveis sobre o que havia antes. […] Para visualizar este efeito imagine uma bexiga que ao esvaziar, em vez de chegar a um estado de repouso na forma de um objeto amorfo de borracha, preserve sua energia e impulso. […] Portanto, assim que o balão atinge o seu tamanho mínimo, ele vira pelo avesso e começa a crescer novamente. O que era antes o exterior da bexiga torna-se seu interior e vice-versa. […]”.

(BOJOWALD, M. Relato de um Universo Oscilante. “Scientific American”. Brasil. Nov. 2008. p. 35.)

Considerando o contexto apresentado no artigo, assinale a alternativa que indica como deverá aparecer escrita a palavra UNIVERSO no interior da bexiga IV.

40

02-Sobre a LUZ julgue os itens abaixo em V (verdadeiro) ou F (falso) e marque a alternativa correta:

( ) A luz as vezes se propaga em linha reta.

( ) Raios de luz são independentes ao se interceptarem.

( ) Os raios de luz podem ser convergentes, divergentes e paralelos.

( ) A velocidade da luz é de 380.000 km/s.

( ) A miragem é um fenômeno causado pela reflexão total da luz.

a) F,V,V,F,V b) F,V,V,V,V c) V,F,F,V,F

d) F,V,F,V,F e) V,V,V,F,F

03-Relacione a primeira coluna com a segunda coluna e marque a opção correta:

( 1 ) Reflexão regular

( 2 ) Corpos transparente

( 3 ) Óptica Geométrica

( 4 ) Índice de refração

( 5 ) Espelho plano

( ) É a parte da Física responsável pelo estudo da luz e dos fenômenos associados a ela.

( ) Ocorre em superfícies lisas e refletoras.

( ) Forma imagens virtuais.

( ) Podem ser atravessadas pela luz visível sem alterá-la.

( ) É a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio, seu valor será sempre maior que 1.

a) 1,2,3,4,5

b) 3,2,5,4,1

c) 3,1,5,2,4

d) 2,5,1,3,4

e) 3,1,2,5,4

04-(UFMG) Qual a alternativa que melhor explica por que a profundidade aparente de

uma piscina é menor do que a real?

a) A luz refletida na superfície da água é perturbada pela luz refletida pelo fundo da

piscina;

b) A luz refletida pela superfície da água sofre refração no ar;

c) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre reflexão total na superfície da água;

41

d) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre refração ao passar da água para o ar;

e) A luz é refratada ao passar do ar para a água.

05--(UFMG/2003)Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura:

Bruno respondeu: “Isso ocorre, porque a velocidade da luz na água é menor que a velocidade da luz no ar”. Tomás explicou: “Esse fenômeno está relacionado com a alteração da freqüência da luz quando esta muda de meio”.

Considerando-se essas duas respostas, é correto afirmar que: a) apenas a de Bruno está certa. b) apenas a de Tomás está certa. c) as duas estão certas. d) nenhuma das duas está certa.

06---(PUC-PR)

A figura mostra um arranjo experimental. No fundo do vaso, uma fonte pontual emite um raio que se desloca na água e atinge a superfície dióptrica.

Considerando o ângulo θ como ângulo limite, o raio emergente é o raio:

a) IV

b) V

c) I

d) II

e) III

07-.(Unesp) Um estudante veste uma camiseta em cujo peito se lê a inscrição seguinte:

42

UNESP

a) Reescreva essa inscrição, na forma que sua imagem aparece para o estudante, quando ele se encontra frente a um espelho plano.

b) Suponha que a inscrição esteja a 70cm do espelho e que cada letra da camiseta tenha 10cm de altura. Qual a distância entre a inscrição e sua imagem? Qual a altura de cada letra da imagem?

08. Analise a tabela e responda:

Substância Índice de refração em

relação ao ar

Água 1,33

Álcool etílico 1,36

Glicerina 1,47

Quartzo cristalino 1,54

Vidro comum 1,50

a) É possível observar reflexão total com luz incidindo do quartzo para o vidro

comum? E da glicerina para o álcool? Explique.

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_________________________________________________________

b) Calcule o ângulo limite entre a água e o ar.

09- Marque a opção que representa o fenômeno da Reflexão Interna Total:

43

a) b)

c) d)

10-(UEFS BA) Um raio luminoso incide sobre a superfície de separação entre o ar e o

vidro com um ângulo α = 60° e refrata com um ângulo β = 30°, como mostra a figura.

Considerando sen30º = 0,5; sen60º = 0,87; o índice de refração do ar igual a 1 e o índice de refração do vidro igual a n, então o valor de n é igual a

44

APÊNDICE G: QUESTIONÁRIO PESQUISA DE OPINIÃO

Polícia Militar do Estado de Goiás Colégio Estadual da Policia Militar de Goiás Unidade João Augusto Perillo



Aluno(a): Nº

Goiás:

QUESTIONÁRIO ENTREVISTA

1. Marque a alternativa que melhor representa sua opinião sobre o experimento

FANTASMA DE PEPPER;

a. Consegui entender melhor os conteúdos: reflexão, refração, reflexão interna

total e ângulo limite. É um experimento muito interessante e deveria

continuar sendo utilizado na abordagem dos referidos conteúdos.

b. O experimento FANTASMA DE PEPPER é interessante, deixou a aula mais

atrativa, mas não permitiu que eu entendesse melhor os conteúdos: reflexão,

refração, reflexão interna total e ângulo limite. Deveria ser utilizado somente

para deixar a aula mais interessante.

c. O experimento FANTASMA DE PEPPER é uma experiência fraca. Não achei

interessante e nem consegui aprender nada com ele.

d. O experimento FANTASMA DE PEPPER é uma experiência que não deveria

ser utilizada com alunos do Ensino Médio.

2. Quais contribuições os experimentos associados ao estudo dos fenômenos ópticos

trouxeram para sua aprendizagem?

a. Compreensão dos conteúdos relacionados aos experimentos de forma lúdica,

despertando meu interesse e curiosidade em aprender.

b. Compreensão parcial dos conteúdos relacionados aos experimentos, sem

despertar a motivação para aprender através da prática.

c. Pouca compreensão dos conteúdos relacionados aos experimentos.

d. Não contribuíram com minha aprendizagem.

3. Qual é sua opinião sobre a aprendizagem através de experimentações ou práticas

que relacionem a teoria com o seu dia a dia?

a. Excelente, atinge o objetivo esperado.

b. Muito boa, atinge o objetivo esperado moderadamente.

c. Boa, atinge o objetivo esperado parcialmente.

d. Ruim, não atinge o objetivo esperado.

45

4. Introduzir mais experimentos de Física em sala de aula no Ensino Médio, em outras

áreas da Física melhora a aprendizagem da disciplina em sua opinião?

( ) SIM ( ) NÃO

5. A Vela Fantasma, O Fantasma de Pepper e os Falsos Hologramas, te deixaram

mais curioso(a) em aprender os conceitos e conteúdos de Física envolvidos nesses

experimentos?

( ) SIM ( ) NÃO

6. Cite uma situação do seu cotidiano que tenha ligação com o que você aprendeu

através do experimento.

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Obrigada pela sua participação!

46

ANEXO 1 – APRESENTAÇÃO DA PROPOSTA (AULA 1)

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3WkpFNGNNeTVhZTZVQTgyTml2

QXc1aloySWxz

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3WkpFNGNNeTVhZTZVQTgyTml2QXc1aloySWxz

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3WkpFNGNNeTVhZTZVQTgyTml2QXc1aloySWxz

47

ANEXO 2 – ÓPTICA GEOMÉTRICA E REFLEXÃO DA LUZ (AULA 3)

49

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3OGRaazhDSWFsbWI2VkE2eGxu

bDRKOW1JcU9N

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3OGRaazhDSWFsbWI2VkE2eGxubDRKOW1JcU9N

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3OGRaazhDSWFsbWI2VkE2eGxubDRKOW1JcU9N

50

ANEXO 3 – REFRAÇÃO DA LUZ (AULA 4)

51

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3VlpPOG5PWEFmV25ZZlFqY2FLU

Hk2UWF6QUc4

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3VlpPOG5PWEFmV25ZZlFqY2FLUHk2UWF6QUc4

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3VlpPOG5PWEFmV25ZZlFqY2FLUHk2UWF6QUc4

52

ANEXO 4 – REFLEXÃO INTERNA TOTAL (AULA 5)

53

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3cFlUWnBPb0ZrdGh0VjR5T3gyRT

dDdmtQcDdN

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3cFlUWnBPb0ZrdGh0VjR5T3gyRTdDdmtQcDdN

https://drive.google.com/open?id=0Bzm2jkV22Fy3cFlUWnBPb0ZrdGh0VjR5T3gyRTdDdmtQcDdN

MANUAL DO PRODUTO EDUCACIONAL O USO DO FANTASMA DE …

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