Olá pessoal! última postagem do ano!!! prometo!!
Mas não podia deixar de compartilhar este material: trata-se do Efeito Fotoelétrico novamente. Até parece que não conheço outro assunto!!!
Acessem a animação clicando na figura ao lado: o personagem guiará o estudante pelos desafios que compõem o software. Além de explicar um pouco sobre o conteúdo, esse guia será o provocador do estudante, instigando-o a realizar os desafios.
Os desafios correspondem à montagem de circuitos elétricos simples que utilizam sensores ópticos, como este da figura ao lado: um despertador que é acionado por luz!
O que acham? podemos indicar a simulação como material motivador e introdutório para o ensino do Efeito Fotoelétrico?
E que tal montar os circuitos? Acham possível?
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Vamos compartilhar experiências e possibilidades de trabalhos que permitam estimular o estudo da física moderna e aprofundar os conceitos!!!
Este simulador disponível no Banco Internacional de Objetos Educacionais do MEC possibilita estudar o espalhamento de partículas alfa em folhas finas de diferentes matérias.
Para iniciar o experimento voce deve clicar na placa que se encontra diante da fonte radioativa. Altere o angulo do detector e verifique o numero de particulas espalhadas para cada angulo.
Neste simulador você pode: escolher a energia das partículas alfa, a espessura do material, o tipo de material (Prata ou Ouro) e verificar de que maneira estes parâmetros influenciam o espalhamento das partículas.
Já disponibilizamos outro simulador que também permite estudar este experimento neste blog (disponível no site do prof.Angel Garcia). Para habilitar o Java. Abrir a configuração do java , ir em "Segurança" em seguida "editar a lista de sites" clique em "adicionar" e copie o endereço do site.
Verifique as potencialidades de cada um destes simuladores, explore o que cada um tem de melhor e deixe aqui seus comentários sobre o que achou de cada um destes simuladores.
Se quiser a documentação completa deste simulador, com a teoria, exercícios propostos e muito mais clique aqui
A luz e outras radiações são ondas eletromagnéticas e exploramos o comportamento das ondas luminosas no capítulo 2 de nosso livro. Porém, dedicamos um capítulo inteiro (capítulo 1) para as ondas eletromagnéticas, abordando desde as primeiras trasmissões de rádio até mesmo a construção de um receptor a cristal. No simulador aqui indicado, você poderá entender um pouco como essas ondas se propagam, variando a frequência, amplitude e etc. Clique na figura para acessar o simulador em portugues. No menu ao lado direito escolha "oscilar", "campo completo", "campo elétrico" e "campo irradiado". Observe como as ondas eletromagnéticas preenchem todo o espaço em volta da antena emissora e como se propaga até atingir a antena receptora. Pense um pouco: por que ondas de rádio AM conseguem caminhar distâncias maiores que as ondas de FM? Comente essa postagem!
Para compreender a ressonância magnética e a produção de imagem nestes aparelhos devemos considerar a contribuição magnética dos átomos e partículas que constitui o nosso corpo. Vamos tentar resumi-la: Elétrons e Prótons (e outras partículas) apresentam um momento angular de rotação conhecido como spin. A este momento angular associamos um momento magnético (uma analogia com a física clássica seria considerar que uma corrente elétrica em um fio da origem a um campo magnético em outras palavras estas partículas se comportam pequenos imãs). Nosso corpo é constituído fundamentalmente de água. Os núcleos de Hidrogênio são prótons que apresentam spin. Temos duas orientações para este movimento de rotação conhecidas como spin down (para baixo) e spin up (para cima). Os aparelhos de ressonância apresentam um grande magneto que dá origem à um campo magnético intenso externo. Com a aplicação deste campo os "momentos magnéticos" tentam se orientar (os pequenos imãs tentam se alinhar ao campo externo). Esta tentativa de alinhamento dá origem a um movimento de precessão (movimento de um pião) e o momento magnético gira ao redor do campo externo aplicado com uma frequência de giro constante e que depende da intensidade do campo. Temos, no entanto, dois estados de energia possíveis; aqueles em que o momento magnético de spin está no mesmo sentido do campo (menor energia) e momentos magnéticos de spin contrários ao campo (maior energia) Um sinal de radio frequência com hf = energia magnética devido a precessão leva os átomos de um estado de menor energia para o estado de maior energia. Esta passagem dará origem a um sinal elétrico em bobinas receptoras. Este sinal é processado e convertido em imagem observada na tela. Um sinal apresenta uma amplitude maior quanto maior a concentração de prótons, neste caso a imagem aparece como um ponto claro na tela.
Temos alta concentração de prótons em tecidos adiposos, Liquidos, sangue,etc
Temos baixa concentraçao de protons: Calcio, osso, tecido fibroso, etc
A figura ao lado mostra uma imagem obtida utililzando uma tecnica que prioriza a Densidade de Protons
Indicamos ainda um simulador em que voce poderá observar o principio de obtenção de imagens nos aparelhos de Ressonancia Magnetica.
Clique na figura para acessar o simulador
Este é mais um exemplo da Física aplicada no nosso dia a dia e particularmente da Física Moderna.
Comente esta postagem, faça sugestões de como este assunto pode ser abordado em sala de aula.
Em mecanica? em Eletromagnetismo? em projetos ? ...
Nesta animação (clique na figura) sobre o Efeito fotoelétrico, há um menu do lado direito que permite acessar explicações sobre os resultados do experimento. Mais uma vez, compare as representações utilizadas nesta animação com outras que já apresentamos aqui. Vá em "marcadores" ao lado direito no blog e clique em Efeito fotoelétrico. Qual ou quais representações de fótons, elétrons e etc. lhe parecem mais didáticas? Comente essa postagem!
Leia a reportagem para conhecer os novos procedimentos que estão sendo testados para transportar informações através de um conversor de comprimentos de onda: agora já é possível converter e reconverter ao comprimento de onda inicial. Esse é mais um passo importante para a consolidação do computador quântico.
Esta postagem visa atender a uma solicitação de um visitante na nossa sala de Bate Papo!!
Para verificar a distribuição de carga em um atomo, Rutherford propoe um experimento em que particulas alfa são lançadas sobre um alvo de espessura muito reduzida. Como a partícula alfa é uma particula carregada positivamente os desvios observados dariam informação a respeito da distribuição de carga do átomo. De acordo com o modelo de Thomson o atomo apresentava uma distribuição de carga positiva distribuida uniformemente numa esfera de raio igual ao raio atomico, com eletrons encrustrados , tal como ameixas em um pudim, de maneira a compensar a carga. Sendo assim nao deveriamos observar desvios significativos para estas particulas ao passar pelo alvo. No entanto como voce poderá notar neste simulador de autoria do prof. Angel Granco Garcia observa-se desvios para angulos significativos.Isso sugere que a particula encontrava em uma região bastante pequena (cerca de 10000 vezes menor que o átomo) uma concentração de cargas positivas.
Nascia o Núcleo!!
Clique em "experiencia" e verifique estes desvios. Mude o alvo e observe o que ocore com estes desvios.
Para ter acesso diretamente ao site em que este simulador foi retirado clique aqui . Neste site voce vai encontrar a teoria mais detalhada deste experimento.
É relevante discutir qual a melhor forma de representar fótons em simulações ou animações? Encontramos mais uma simulação para o Efeito Fotoelétrico. Clique na figura para acessar a página onde a mesma encontra-se.
Compare essa representação de fóton com outras existentes nas simulações sugeridas em nosso blog e escolha qual mais se aproxima do modelo de corpúsculo segundo a Teoria de Einstein. Justifique sua escolha fazendo um comentário!
Este simulador permite visualizar como a luz é produzida no interior de lampadas de descarga, atraves do bombardeio de eletrons nos atomos do gas confinado no seu interior. Voce pode alterar o tipo de gas armazenado e criar sua propria configuração espectral. Vale a pena ver.
Física Moderna na sala de aula: sonho ou uma realidade viável?
A discussão continua e queremos contribuir! Vejam os comentários e sugestões do Prof. Francisco Caruso para concretizar o Ensino de Física Moderna no Ensino Médio: clique aqui para ler a postagem no Blog da VIII Escola do CBPF. Comente essa postagem compartilhando conosco suas opiniões, dúvidas e experiências!
Neste simulador voce pode variar a distancia entre a rede de difração e a partir do desvio observado para cada linha determinar o comprimento de onda da radiação emitida.
Alem disso voce pode fixar lampadas de gases diferentes, como o Helio, Mercurio, Hidrogenio e uma lampada de filamento aquecido.
Segue abaixo um roteiro proposto para o uso com este simulador. Uma pequena contribuição para suas aulas!!!
Este applet disponivel no site do prof. Angel Franco Garcia permite estudar como varia o comprimento de onda da radiação espalhada em função do angulo de espalhamento. A radiação se comporta tal qual uma particula que muda sua velocidade numa colisão de acordo com o angulo de espalhamento. Pode-se tambem visualizar o espalhamento do eletron. Varie o angulo do detector e observe o que ocorre com o comprimento de onda da radiação espalhada.
Unesp lança o Sprace Game, um jogo eletrônico projetado para ensinar conceitos básicos sobre a composição da matéria e suas partículas elementares. Acesse e jogue!
Este simulador permite verificar o que ocorre com os niveis de energia em um diodo com diferentes concentraçoes de portadores. Construa diferentes diodos e verifique as alteraçaoes no seu diagrama de energia. Varie a tensão aplicada entre os terminais e verifique a dependencia da sua condutividade.
Os dados na planilha abaixo foram obtidos para alguns leds disponíveis no mercado. Podemos construir a curva corrente versus tensão e verificar por extrapolaçao da "parte linear" o valor da tensão thereshold de cada led. Este valor pode ser utilizado para a determinação da constante de Planck. Para isso devemos considerar:
eVth= h x F (frequencia de emissão do led)
Os valores dos comprimentos de onda são oferecidos para cada um dos leds.
Nesta simulação o efeito de polarização é causado por polaróides que podem ser girados em relação ao mesmo eixo, permitindo ora a passagem de toda a luz ora bloqueando totalmente a luz.
As fotos abaixo foram disponibilizadas para que voce possa melhor visualizar o espectro emitido pelos leds vermelho e verde para a proposta 3.1 do livro que visa determinar a ordem de grandeza da constante de Planck. Salvando estas imagens voce poderá em ZOOM determinar a largura espectral de cada LED com mais precisão.
Para a Figura 3.14 - Espectro LED Verde a distancia rede - regua é 13 cm e a rede de difração é de 570 linhas/mm
Para a Figura 3.15 Espectro LED Vermelho a distancia da régua a rede é de 20 cm e a rede de difração 570 linhas/mm
Se quiser baixar as fotos do capítulo 3 do livro, disponibilizamos mais um link para você na pasta abaixo.
Este simulador permite observar o espalhamento de particulas alfa em diferentes alvos tanto para o modelo de Thomson quanto para o modelo de Rutherford. Pode-se alterar a carga e o numero de neutrons do alvo, bem como a energia da particula incidente.
A trajetória de cada particula pode ser visualizada e observa-se também alguns eletrons que vez ou outra são liberados do átomo em decorrencia de colisões ionizantes.
Clique na fonte de Luz, selecione um filtro, aproxime a lampada observe o que ocorre.
Aumente a tensão de freamento observe o que ocorre. Mude o filtro e agora? O que ocorre com o valor de tensão de corte?
Este simulador permite:
1. Observar a dependência da corrente fotoelétrica com a intensidade da luz e verificar a lei do inverso do quadrado da distancia
2. Determinar o potencial de corte para diferentes emissores em função do comprimento de onda da radiação incidente
Este simulador compõe os recursos didaticos produzidos pelo Projeto Condigital do Física Vivencial para o Banco Internacional de Objetos do Mec. Neste link voce vai encontrar todo o material disponivel que consiste, na teoria, mapa interativo (links para sites e videos correlacionados ao tema, avaliaçoes, guia do porofessor, dentre outros recursos http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/12617. Para melhor visualização deste simulador on-line clique aqui
Se quiser baixar apenas o laboratório virtual para sua maquina e rodar off-line clique no link abaixo
Clique no link abaixo para ter acesso a um roteiro de atividades elaborado para uso com este simulador
1.Alterar o tipo de partícula (massa e carga)
2.Alterar a velocidade das partículas variando a tensão que possibilita sua aceleração ( fonte de tensão a direita)
3.Alterar a intensidade do campo magnético que atua sobre a partícula (fonte de tensão a esquerda e constante do campo magnético)
Este simulador compõe os recursos didáticos produzidos pelo Projeto Condigital do Física Vivencial para o Banco Internacional de Objetos do Mec
Esta tabela periódica apresenta informações que vão desde a distribuição eletrônica dos elementos, espectros emitidos na região do visivel, vídeos que demostram procedimentos em laboratório com amostras de cada elemento , seus pontos de fusão, calores especificos, calor latente de fusão e de vaporização, abundancia, quantidade de isótopos, ano da descoberta do elemento e o nome do pesquisador que realizou a descoberta,..etc. Muito útil!! Se quiser pode-se efetuar o download e rodar a tabela em máquinas off-line
Este applet permite estudar diferentes aspectos em uma superposição de ondas. Voce pode variar o comprimento de onda e a defasagem entre elas. Alem disso voce pode alterar a velocidade de propagação de cada onda separadamente, indicando que a figura de interferencia pode nao ser estacionária. Efeito semelhante ao obtido por fontes nao coerentes. Para ter acesso a esta simulação clique aqui
