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Plano de Aula

Disciplina: Educação em Astronomia I (optativa para a graduação)

Aula n.: 13

Data e horário: 29/10/11, 9h00-12h20

Carga horária: 4 horas-aula

Tema da aula: Espectroscopia: o arco-íris cósmico

Conceitos-chave: Construção do conhecimento científico acerca da natureza da luz; dualidade da luz; espectro eletromagnético; radiação de corpo negro; leis de Wien, de Stefan-Boltzmann, e de Kirchhoff; luminosidade de uma estrela; análise espectral; construindo um espectroscópio didático.

Objetivos: compreender como ocorreu a construção do conhecimento científico acerca da luz e suas relações com a estrutura atômica, possibilitando obter informações de astros muito distantes através da análise espectral de sua radiação.

Desenvolvimento:

Conferir a entrega das atividades e os materiais trazidos pelos alunos para a construção do espectroscópio didático

Breve histórico do pensamento científico sobre a natureza da luz (Aristóteles, Newton, Young)

Características ondulatórias da luz (Maxwell), determinações históricas iniciais da velocidade da luz, características corpusculares da luz (Planck, Einstein)

Cores, freqüências, energia do fóton, espectro eletromagnético e a atmosfera da Terra

Radiação de corpo negro e suas relações com as estrelas, lei de Wien, lei de Stefan-Boltzmann, luminosidade de uma estrela

A verdadeira cor do Sol: verde-azulado, decompondo a luz do Sol: linhas de absorção no espectro visível

Bunsen e Kirchhoff: linhas de emissão de elementos químicos, análise espectral e descoberta de novos elementos da tabela periódica, espectroscópio e espectrógrafo

Leis de Kirchhoff

Estrutura atômica: explicando as linhas espectrais (Rutherford), elétrons e níveis de energia, séries de Lyman, Balmer, Paschen

Exemplos de linhas espectrais de elementos químicos e de nebulosas

Contribuições da espectroscopia na Astronomia

Construção de um espectroscópio didático

Recursos: projetor multimídia; computador com internet; materiais trazidos pelos alunos (individualmente): 1 papel cartão preto fosco, 1 DVD (novo ou usado) sem riscos ou defeitos, 1 CD (novo ou usado) sem riscos ou defeitos, 1 tesoura, 1 cola, 1 régua, 1 estilete, 1 fita adesiva (durex ou fita crepe); cópias: resumo da aula, teste sobre a aula de instrumentos astronômicos, questionário para o final da aula, moldes para a construção do espectroscópio didático.

Avaliação: a aula será avaliada durante o processo, segundo o interesse e a participação dos alunos, bem como a entrega das atividades solicitadas dentro do prazo; os alunos serão avaliados segundo o que trouxerem de materiais para a oficina conforme solicitados na aula anterior; um pequeno teste deverá ser aplicado ao final da aula

Tarefa para o próximo encontro:

Trazer as questões e testes respondidos; 

Trazer um exemplar da revista Nova Escola de outubro de 2011 (uma revista por grupo);

Entregar um esboço (registro) da análise espectral usando seu espectroscópio, indicando o elemento químico constituinte (quando possível), das seguintes fontes:

a) Lâmpada fluorescente comum ("comprida")

b) Lâmpada fluorescente "pequena" comum

c) Lâmpada incandescente (de filamento)

d) Luz solar refletida pelas nuvens (NÃO OLHE DIRETAMENTE PARA O SOL!)

e) Lâmpada "amarelada" de poste de rua

f) Lâmpada "branca" de poste de rua

Registrar mais ou menos assim para cada caso: