Detalhes - Dissertação do PROFMAT

Aluno: ARTHUR ALVES DE OLIVEIRA

UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo - São José dos Campos - SP

Dissertação

Título
Proposta didática para o ensino interdisciplinar: Óptica Geométrica e Matrizes
Resumo
A luz e seu comportamento sempre foram alvos de diversos estudos e de muita discussão, até se concluir que a luz pode ter um comportamento ondulatório e corpuscular (partículas), que caracteriza a teoria da dualidade onda-partícula. Da interação da luz com a matéria podem ocorrer vários fenômenos ópticos, como a refração, reflexão, difração, absorção, dentre outros. O que os cientistas observaram que dependendo do fenômeno e da facilidade de melhor entendimento, pode-se escolher se quer explicá-lo, usando a luz como onda ou como partícula. Por exemplo, pela teoria ondulatória é possível entender o efeito de difração que a luz sofre ao passar por uma fenda (uma obstrução) usando o Princípio de Huygens, e bem demonstrada pelo experimento de fenda dupla de Young. Outro exemplo é quando a luz incide na superfície de um espelho, nesse caso ela pode ser tratada como partícula e como onda. Na situação em que o tamanho da abertura por onde o raio de luz é propagado é muito maior comparado com o comprimento de onda da luz usada, o efeito de difração pode ser negligenciado e assim, a óptica geométrica pode ser aplicada. Neste caso, o traçado de raios e as ferramentas de geometria são usados para determinar os parâmetros que formam o sistema óptico de imagem, como as distâncias dos planos objeto e imagem em relação à posição da lente e aos tamanhos do objeto nestes planos. A proposta didática deste trabalho explora a formação de imagem por um sistema óptico composto por uma ou mais lentes usando quatro formas diferentes utilizando a forma algébrica pela utilização da equação de lentes; a forma geométrica através do traçado de raios; de forma matricial pela aplicação das matrizes de transferência e a última forma com aulas prática, montando experimentalmente o sistema óptico. Desta forma, esta proposta relaciona a óptica geométrica (formação de imagens) e as matrizes para ser um ensino interdisciplinar de Física e Matemática. Diversos autores defendem a interdisciplinaridade no ensino de Matemática e Física, por conectar esses conteúdos e mostrar uma aplicação real da Matemática. Além disso o uso de atividades práticas interfere no ensino da Física, pois o aluno pode visualizar e compreender um conteúdo que se mostra, na maioria das vezes, abstrato. Então, espera-se que o ensino em conjunto de ambos conceitos pode oferecer uma contextualização nas aulas, melhorias no aprendizado do aluno e também a satisfação do professor colhendo os resultados positivos do seu trabalho.
[Download TCC]

---