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Teaching about the photoelectric effect in high schools is often overlooked because it is part of the third-year syllabus from the discipline of physics. With the need for students to follow the technological advances present in daily life, particularly developed from the use of photocells, the work aims to report the didactic experience using the three pedagogical moments on this topic with students Federal Institute of Acre in Xapuri, a city in the interior of the state. The study of the photoelectric effect and its usefulness observed in the day-to-day, such as doors activation, taps, street lighting, and other applications were problematized. As result, it was highlighted that it was possible to verify the participation, enthusiasm, and involvement of the students in the discussions on the subject addressed, as well as a critical reflection among students about some problems experienced in the city itself., La enseñanza sobre el efecto fotoeléctrico en las escuelas secundarias a menudo se descuida, generalmente porque es parte del menú del último año de la disciplina de la física. Con la necesidad de que los estudiantes acompañen los avances tecnológicos presentes en la vida cotidiana, en particular desarrollados a partir del uso de fotocélulas, el trabajo tiene como objetivo relatar la experiencia didáctica utilizando los tres momentos pedagógicos sobre este tema con estudiantes Instituto Federal do Acre en Xapuri, ciudad del interior del estado. Se problematizó el estudio del efecto fotoeléctrico y su utilidad observada en la vida cotidiana, como activación de puertas, grifos, alumbrado público y otras aplicaciones. Como resultado, se destaca que fue posible verificar la participación, entusiasmo e involucramiento de los estudiantes en las discusiones sobre el tema abordado, así como una reflexión crítica entre los estudiantes sobre algunas problemáticas vividas en la propia ciudad., O ensino sobre o efeito fotoelétrico nas escolas de Ensino Médio, muitas vezes, é negligenciado, geralmente, por fazer parte da ementa do último ano da disciplina de Física. Com a necessidade de os alunos acompanharem os avanços tecnológicos presentes no cotidiano, em particular, desenvolvidos a partir do uso de fotocélulas, o trabalho tem como objetivo relatar a experiência didática sobre esse tema utilizando os Três Momentos Pedagógicos, realizada com estudantes do Instituto Federal do Acre em Xapuri, cidade do interior do estado. O estudo do efeito fotoelétrico e sua utilidade observada no dia a dia, como acionamento de portas, torneiras, iluminação pública e demais aplicações foram problematizados. Como resultado, destaca-se que foi possível verificar a participação, o entusiasmo e o envolvimento dos alunos nas discussões sobre o tema abordado, bem como uma reflexão crítica entre eles sobre alguns problemas vivenciados na própria cidade.

The photoelectric effect in the production and transformation of light is animportant phenomenon in quantum physics. The theory was initially presented by Albert Einstein and allows us to explain several technological applications in engineering. The use of computer simulations in the process, as they have already been proven to yield in science teaching, can provide excellent conceptual learning results, and that includes the teaching of the photoelectric effect. Ten simulations available on the internet were classified by criteria established based on bibliographic research developed within the framework of the historicity, concept, and context triad, and then four were selected and used in a classroom with engineering undergraduate sophomores. The Predict-Observe-Explain (P.O.E.) methodology was used to guide students in carrying out the experiments. The results of the analysis of the simulations and the elaboration of a laboratory instruction guide and experimental intervention, with the methodology, demonstrated the effectiveness of using computer simulations for the learning of scientific concepts in the context of engineering education.

A experimentação é um aspecto importante das atividades voltadas para o ensino e a aprendizagem da física. Embora se possa discutir sobre as formas como ela é implementada em sala de aula, não há dúvidas que os experimentos constituem objetos mediadores relevantes nestas atividades. Contudo, há muito que as instituições de ensino sofrem com a dificuldade para adquirir experimentos, seja pelo agravamento dos cortes nas verbas destinadas às escolas públicas, seja pelo alto custo dos equipamentos fornecidos pelas empresas de materiais para laboratório. Diante dessas dificuldades e com a necessidade de melhor equipar o laboratório de física de nossa instituição, que atende a um curso de Licenciatura em Física, elaboramos um projeto que tem por objetivo o desenvolvimento de experimentos, principalmente para as áreas de eletromagnetismo e física moderna. Os experimentos são elaborados de modo a permitir demonstrações quantitativas dos fenômenos físicos a um custo bem menor que o de versões semelhantes encontradas no mercado. Neste trabalho compartilhamos as informações sobre a construção de um aparato experimental destinado ao estudo quantitativo do efeito fotoelétrico e apresentamos também os resultados que podem ser obtidos com tal aparato. Experimentation is an important aspect of activities related to teaching and learning physics. Although it can be discussed how it is implemented in the classroom, there is no doubt that experiments are relevant mediating objects in such activities. However, educational institutions have long struggled with acquiring experiments, both because of the increasing cuts of funding allocated to public schools and high cost of equipment available in the market. In view of these drawbacks and considering the need to better equip the physics laboratory of our institution, which offers a Physics Degree course, we elaborated a Project to develop experiments, focusing mainly on electromagnetism and modern physics. The experiments are designed to allow quantitative demonstrations of physical phenomena at a reduced cost compared to similar versions found in the market. In this work we discuss the construction of an experimental apparatus for the quantitative study of the photoelectric effect. We also present the results that can be achieved with this apparatus.

A Natureza e os processos que envolvem partículas carregadas, como elétrons e prótons, são bastante estudados por alunos de ensino médio e em cursos de graduação. A técnica de Espectroscopia de Fotoelétrons por Raios X, por exemplo, é desenvolvida a partir de fenômenos físicos de interação de fótons e a matéria. Esta técnica analítica é cada vez mais utilizada na caracterização de rochas terrestres, em missões espaciais à Marte, tal como em análises de meteoritos. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho é apresentar de forma sintetizada e simples os conceitos da Espectroscopia de Fotoelétrons por Raios X. Assim, não faz parte da proposta ter um aprofundamento detalhado da técnica, sendo que para maiores especificidades, os leitores poderão obter através de materiais complementares e com assistências de técnicos mais especializados no equipamento que for de seu interesse. Por fim, será apresentado alguns espectros obtidos através da utilização da técnica em um meteorito marciano e explicado de forma sucinta os resultados. Espera-se com isto, que este venha servir de material inicial e de apoio para estudantes que estejam começando a desenvolver interesses científicos e estejam procurando técnicas alternativas para suas pesquisas, tal como a conexão entre conceitos físicos e sua aplicabilidade. Nature and processes involving charged particles, such as electrons and protons, are extensively studied by high school students and in undergraduate courses. The X-Ray Photoelectron Spectroscopy technique, for example, is developed from physical phenomena of photon and matter interaction. This analytical technique is increasingly used in the characterization of terrestrial rocks, in space missions to Mars, as well as in meteorite analysis. Thus, the objective of this work is to present in a synthesized and simple way the concepts of X-ray Photoelectron Spectroscopy. Thus, it is not part of the proposal to have a detailed deepening of the technique, and for greater specificities, readers will be able to obtain through complementary materials and with the assistance of more specialized technicians in the equipment of interest. Finally, some spectra obtained through the use of the technique on a Martian meteorite will be presented and the results briefly explained. It is hoped that this will serve as initial and support material for students who are beginning to develop scientific interests and are looking for alternative techniques for their research, such as the connection between physical concepts and their applicability.

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Oliveira da Costa Pires Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, Santo André, 2020. A magnitude da Física Moderna para a sociedade atual é um fato axiomático. Para tanto, a escola precisa revisar seu currículo atual, capacitar seus professores em modernas metodologias de aprendizagem e apresentar novas perspectivas científicas para os alunos. No presente trabalho, o objetivo foi desenvolver um produto educacional no ensino de Física Moderna para alunos da terceira série do Ensino Médio. O tema da Física Moderna para o produto educacional foi a interação radiaçãomatéria na perspectiva do efeito fotoelétrico. O produto educacional foi composto por um conjunto de aulas baseadas na metodologia humanista conhecida como Momentos Pedagógicos e apoiadas por um conjunto de experimentos, vídeos e simulações. Nessas aulas foi tratado o efeito fotoelétrico e, nessas experiências, foram levados em consideração a interação radiação-matéria para que os alunos determinassem a constante de Planck por si mesmos. Foi usado questionários qualitativos e quantitativos para medir a eficiência do produto no processo da aprendizagem significativa sobre conceito abordado. The importance of modern physics for present society is an axiomatic fact. Therefore, the school must review its current curriculum, empowering the teachers to modern learning methodologies and presenting new science perspectives for students. In the present work, one developed an educational product in modern physics learning for third grade high school students. The modern physics theme for the educational product was the radiation-matter interaction in the perspective of photoelectric effect. The educational product was composed of a set of classes based on humanist methodology known as Three-pedagogical moments and supported by a set of experiments, videos and simulations. In these classes were treated the photoelectric effect and, in these experiments, were taking the radiation-matter interaction into account for students to determine the Planck constant by yourselves. The qualitative and quantitative questionnaires for measuring the product feedback denote a significant learning of the concept addressed.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2019-04-11T18:09:00Z No. of bitstreams: 1 PDF - Mateus Patrício Barbosa Pereira.pdf: 105995225 bytes, checksum: 42d6eea545408c585f2eb1f77fefbec1 (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2019-04-24T15:05:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Mateus Patrício Barbosa Pereira.pdf: 105995225 bytes, checksum: 42d6eea545408c585f2eb1f77fefbec1 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-24T15:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Mateus Patrício Barbosa Pereira.pdf: 105995225 bytes, checksum: 42d6eea545408c585f2eb1f77fefbec1 (MD5) Previous issue date: 2019-03-11 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES In this work, we present a proposal focused on the teaching of Modern and Contemporary Physics, more specifically, for photoelectric and photovoltaic effects. The main objective of the work is the development of a Potentially Significant Teaching Unit (UEPS) that contemplates the teaching of the photoelectric and photovoltaic effect in elementary schools. We develop the activities based on theories of David Ausubel and the studies of Moreira (2011) on the units of education. In the first chapter of the paper, we made an introduction about the main topics to be discussed in the research, as well as presenting the motivation that led to this study. The second chapter is aimed at an approach to the theoretical methodological framework that gave base to this work, that is, the researches and studies of Moreira on the Units of Education. In the third chapter, we briefly present a physics approach involved in the study of semiconductors, exposing the main characteristics and properties of these materials and the applications of this study to the understanding of some phenomena observed in the teaching sequence. In the fourth chapter, we report the experiences of the study and also the results achieved after application of the proposal in the classroom. The research had a qualitative approach and the main audience was students of the final series of High School, 3rd Year of High School. Finally, we present our final considerations on the use of the teaching unit developed, as well as we point out perspectives for future work. Neste trabalho, apresentamos uma proposta voltada para o ensino de Física Moderna e Contemporânea, mais especificamente, para os efeitos fotoelétrico e fotovoltaico. O trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) que contemple o ensino do efeito fotoelétrico e fotovoltaico em escolas de ensino básico. Desenvolvemos as atividades fundamentadas nas teorias de David Ausubel e nos estudos de Moreira (2011) sobre as unidades de ensino. No primeiro capítulo do trabalho, fizemos uma introdução sobre os principais temas a serem discutidos na pesquisa, como também apresentamos a motivação que conduziu a realização deste estudo. O segundo capítulo destina-se a uma abordagem do referencial teórico metodológico que deu base a esse trabalho, ou seja, as pesquisas e estudos de Moreira sobre as Unidades de Ensino. No terceiro capítulo, apresentamos, de forma sucinta, uma abordagem da física envolvida no estudo dos semicondutores, expondo as principais características e propriedades desses materiais e as aplicações desse estudo para o entendimento de alguns fenômenos observados na sequência de ensino. No quarto capítulo, relatamos as experiências vivenciadas no estudo e também os resultados alcançados após aplicação da proposta em sala de aula. A pesquisa teve uma abordagem qualitativa e o público principal foi de estudantes das séries finais do Ensino Médio, 3º Ano do Ensino Médio. Por fim, apresentamos nossas considerações finais sobre o uso da unidade de ensino desenvolvida, bem como apontamos perspectivas para trabalhos futuros.

This MSc dissertation of PPGECIM (Programa de Pós Graduação em Ciências e Matemática) comes to defend and research the importance of historical contextualization in physics classes applied to high school students. More specifically, lectures will be given on Einstein's theories, in particular the Restricted Relativity and the photoelectric effect in light of the Quantum theory with a vast historical background that involved the backstage of the life of the greatest physicist of mankind: Albert Einstein. It will be treated the multiplicities of his personality that go from his genius and pioneering, to social and political involvement with the academic environment, governmental entities and society in general, to aspects of their personal lives. Through this research we will try to understand the stimuli created in our students and the contribution to the apprehension of the theoretical contents, when submitted to resources that will bring the historical trajectory of the development of Einstein's theories and their unfolding. Finally, we will propose na educational product that uses information technology by creating a virtual platform on Google Drive where students can use to post short duration videos and also have full access to this dissertation. Esta dissertação de mestrado do PPGECIM (Programa de Pós-Graduação em Ciências e Matemática) trata da importância da contextualização histórica nas aulas de Física, aplicadas aos alunos do Ensino Médio. De forma mais específica, serão ministradas aulas sobre as teorias einsteinianas, em especial a da Relatividade Restrita e a do Efeito Fotoelétrico à Luz da Teoria Quântica, com um vasto embasamento histórico que envolveu os bastidores da vida do maior físico da humanidade: Albert Einstein. São tratadas as multiplicidades de sua personalidade que vão desde a sua genialidade e pioneirismo, seu envolvimento social e político com o meio acadêmico, entidades governamentais e sociedade em geral, até a aspectos de sua vida pessoal. Através desta pesquisa, tentaremos compreender quais os estímulos criados nos nossos alunos e a contribuição para a apreensão dos conteúdos teóricos, quando submetidos aos recursos que trarão a trajetória histórica do desenvolvimento das teorias de Einstein e seus desdobramentos. Para finalizar, iremos propor um produto educacional que utilize tecnologia da informação, com a criação de um ambiente virtual no Google Drive, onde os alunos depositarão vídeos de curta duração e terão acesso ao conteúdo deste trabalho.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2022-02-24T12:16:57Z No. of bitstreams: 1 PDF - Emílio de Lucena Silva.pdf: 981701 bytes, checksum: b24b6b461a6161a4afff09dd23519644 (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2022-02-24T19:02:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Emílio de Lucena Silva.pdf: 981701 bytes, checksum: b24b6b461a6161a4afff09dd23519644 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-24T19:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Emílio de Lucena Silva.pdf: 981701 bytes, checksum: b24b6b461a6161a4afff09dd23519644 (MD5) Previous issue date: 2018-12-14 Modern and Contemporary Physics plays a relevant role in the scientific knowledge and technological production of today's society. Students of the various levels of schooling deal with a universe in which science and technology have become almost fundamental elements in today's life. This finding points to the need to study this knowledge in Basic Education and generates the following indignation: Would the insertion of Modern Physics in Physics classes in High School would lead the students to establish any relation with the knowledge of Classical Physics? From this questioning, it is believed that contents of Modern and Contemporary Physics can be inserted in connection with Classical Physics. It is adopted that the results of this action, could contribute to facilitate the students' understanding in the study of this new knowledge. Faced with this, it is proposed with this research, the use of photon through the Photoelectric Effect, as mediator of processes in Electrodynamics in the teaching of Electricity contents in High School. The proposal involves the following actions: (i) Experimental and / or observational activities that may facilitate the student's understanding of this knowledge using the LPS (Didactic Sequence) as a pedagogical tool; (ii) Application of these concepts in the production of projects involving the phenomenon of the Photoelectric Effect, seeking a connection between theory and practice, seeking to encourage students to produce simple objects / apparatuses in function of the acquisition of this knowledge. This research constitutes a proposal that seeks to facilitate the flexibility of pre-established program contents for High School, which are always worked in a sequence also pre-established. And therefore, in this perspective, insert a content of Modern Physics in connection with Classical Physics and challenge the physics teacher to incorporate other contents of Modern Physics into Basic Education. A Física Moderna e Contemporânea desempenha relevante papel no conhecimento científico e na produção tecnológica da sociedade atual. Os estudantes dos diversos níveis de escolaridade, lidam com um universo no qual a ciência e a tecnologia tornaram-se elementos quase que fundamentais para a vida atual. Essa constatação aponta para a necessidade do estudo desse conhecimento na Educação Básica e gera a seguinte indigação: Será que a inserção de temáticas de Física Moderna durante as aulas de Física nas escolas de Ensino Médio, conduziria aos estudantes estabelecerem alguma relação com o conhecimento da Física Clássica? A partir desse questionamento, acredita-se que conteúdos de Física Moderna e Contemporânea possam ser inseridos em conexão com Física Clássica. Adota-se que os resultados dessa inserção, poderão sim contribuir para facilitar a compreensão dos estudantes no estudo desse novo conhecimento. Diante disso, propõe-se com essa pesquisa, a utilização do fóton através do Efeito Fotoelétrico, como mediador de processos em Eletrodinâmica no ensino de conteúdos de Eletricidade no Ensino Médio. A proposta envolve as seguintes ações: (i) Realização de atividades experimentais e/ou observacionais que possam facilitar a compreensão do estudante acerca desse conhecimento utilizando como ferramenta pedagógica a UEPS(Sequência Didática); (ii) Aplicação desses conceitos na produção de projetos envolvendo o fenômeno do Efeito Fotoelétrico, buscando uma conexão entre a teoria e a prática, procurando incentivar os estudantes a produzir objetos/aparatos simples em função da aquisição desse conhecimento. Essa pesquisa constitui-se em uma proposta de ensino que busca propiciar a flexibilização dos conteúdos programáticos pré-estabelecidos para o Ensino Médio, que são sempre trabalhados em uma sequência pré-determinada pelos livros didáticos. E portanto, nessa perspectiva, inserir um conteúdo de Física Moderna em conexão com a Física Clássica é sem dúvida alguma desafiar o professor de Física para que este possa incorporar outros conteúdos de Física Moderna na Educação Básica.

Não recebi financiamento This work proposes to educators (specific or related areas) explanatory scripts, how to make and use the experiments in an educational way, about the topics: Photoelectric Effect and Atomic Spectrum, to serve as support and unifying theory with practice. It exposes the experience of the educator, who is experiencing the problems such as evasion, disinterest, demotivation and other aggravating circumstances, which are related to the low levels of student’s participation in physics and chemistry classes, at elementary, high school and higher education with the practice of experimentation, after the theoretical content is exposed. It is shown that, in the National Curricular Proposals of these disciplines, the topics that mainly address the basic concepts pertinent to quantum mechanics are not emphasized. In this way, and through experimental activities with an approach in science, technology, society and environment, it seeks improvement in learning about the fundamental questions of the discipline, encouragement and motivation of students to participate and to teamwork. The research points out as support, this perspective of offering encouragement and motivation, the deepening of the knowledge of students in the areas of physics and chemistry, also seeking to stimulate the educator to diversify their practical classes. The work discusses the construction of experiments with alternative, recycled and low-cost materials, the suggestion of models of experiments, followed by explanatory script for its accomplishment and questionnaire, possibly the most important part of this educational study, which allows the educator to direct the experiments in a didactic and scientific manner simultaneously. The theoretical explanations, applied in a practical way in this context, awaken the interest and expectations in the students and make them understand better how the processes and physical and chemical phenomena occur through experiences performed in different levels of education. Este trabalho propõe aos docentes (específicos ou de áreas afíns) roteiros explicativos, de como confeccionar e utilizar os experimentos de forma didática, sobre os Tópicos: Efeito Fotoelétrico e Espectro atômico, para servirem de apoio e unir a teoria com a prática. Expõe-se a experiência do professor, que ao se deparar com as problemáticas como evasão, desinteresse, desmotivação e outros agravantes, que estão relacionados com os baixos níveis de participação dos estudantes, nos níveis, Ensino Fundamental, Ensino Médio e Superior nas aulas de Física e Química, com a prática de experimentação, após o conteúdo teórico ser exposto. Salienta-se que, nas Propostas Curriculares Nacionais dessas disciplinas, não são enfatizados os tópicos que abordam principalmente os conceitos básicos pertinentes a Mecânica Quântica. Desta maneira, e por meio das atividades experimentais com abordagem em Ciências, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, se busca aperfeiçoar o aprendizado sobre as questões fundamentais da disciplina, para incentivar e motivar os estudantes a participação e o trabalho em equipe. Diante dessa perspectiva de oferecer incentivo e motivação, a pesquisa aponta como apoio, o aprofundamento dos conhecimentos dos discentes nas áreas de Física e Química, procurando também estimular o professor a diversificar suas aulas práticas. O trabalho aborda a construção de experimentos com materiais alternativos, reciclados e de baixo custo, a sugestão de modelos de experimentos, seguido de roteiro explicativo para sua realização e questionário, possivelmente a parte mais importante deste estudo didático, que permitira o docente dirigir os experimentos de maneira didática e científica simultaneamente. As explicações teóricas, aplicadas de forma prática nesse contexto, despertam o interesse e expectativas nos estudantes e faz com que esses possam entender melhor como ocorre os processos e fenômenos físicos e químicos através de experiências realizadas nos diferentes níveis de ensino.

Este trabalho apresenta uma proposta de abordagem experimental para o Efeito Fotoelétrico baseada em um kit didático capaz de demonstrar a ocorrência (ou não) do fenômeno em função da variação de intensidade e de frequência da luz incidente sobre um material receptor. O principal objetivo é fornecer uma alternativa diferenciada para a construção do conhecimento sobre o assunto. O kit, elaborado com LEDs e outros componentes de baixo custo presentes no cotidiano, é de fácil reprodução e operação, além de compacto o suficiente para viabilizar a execução de atividades práticas em qualquer sala de aula, sendo assim muito útil principalmente para alunos e professores do Ensino Médio, os quais muitas vezes não dispõem de laboratórios e equipamentos, seja pela restrição de acesso ou até mesmo pela inexistência destes. Com três aplicações em sala de aula, desenvolveu-se uma metodologia onde duas hipóteses excludentes entre si e que se apresentam como explicação para o fenômeno são confrontadas experimentalmente. A validade de somente uma dessas hipóteses é comprovada pelas respostas dadas a dois questionamentos pós-atividade. Os resultados obtidos demonstram que os alunos conseguiram compreender o funcionamento do kit, utilizá-lo para realizar a atividade proposta e construir eles próprios o seu conhecimento sobre o assunto. Além disso, as críticas e sugestões coletadas ao final do processo demonstram que houve uma aceitação considerável da proposta pelos mesmos. A fim de torná-la acessível aos professores de Física interessados na sua utilização, são fornecidos adicionalmente dois roteiros, sendo que um descreve passo a passo a montagem do kit e o outro dá suporte à execução da atividade experimental proposta. This work presents a proposal for an experimental approach to the Photoelectric Effect based on a didactic kit capable of demonstrating the occurrence (or not) of the phenomenon as a function of the variation of intensity and frequency of light incident on a receiving material. The main objective is to provide a differentiated alternative for building knowledge about the subject. The kit, made with LEDs and other low-cost components present in everyday life, is easy to reproduce and operate, and compact enough to enable the execution of practical activities in any classroom, and is therefore very useful mainly for students and teachers of secondary education, which often do not have laboratories and equipment, either by the restriction of access or even by the lack of them. With three applications in the classroom, a methodology was developed where two mutually exclusive hypotheses that present themselves as an explanation for the phenomenon are confronted experimentally. The validity of only one of these hypotheses is proven by the responses given to two post-activity questions. The obtained results demonstrate that the students were able to understand the operation of the kit, use it to carry out the proposed activity and build their own knowledge about the subject. In addition, the criticisms and suggestions collected at the end of the process demonstrate that there has been considerable acceptance of the proposal by the parties. In order to make it accessible to physics teachers interested in its use, two scripts are additionally provided, one describing step by step the assembly of the kit and the other supporting the execution of the proposed experimental activity.

Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2017-03-23T17:15:54Z No. of bitstreams: 2 ANDRÉIA HORNES MACEDO.pdf: 2551798 bytes, checksum: 42e6f0fe1bb94d2fea114e00aef55dbe (MD5) ANDRÉIA HORNES MACEDO Produto Educacional.pdf: 1810296 bytes, checksum: 47278fecd2c17621bba2ca36f6561605 (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-23T17:15:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 ANDRÉIA HORNES MACEDO.pdf: 2551798 bytes, checksum: 42e6f0fe1bb94d2fea114e00aef55dbe (MD5) ANDRÉIA HORNES MACEDO Produto Educacional.pdf: 1810296 bytes, checksum: 47278fecd2c17621bba2ca36f6561605 (MD5) Previous issue date: 2016-12-08 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The teaching of physics, before advances that are occurring, cannot be restricted to the study of isolated phenomena, because it requires much more than ready formulas and definitions. Insert in the classroom context the historical aspects involving the development of scientific theories, transforms completely the simplistic, intuitive and linear science, which conduce to understanding the technological advances and its purpose over time, and the reaction suffered by the society and the impacts related to scientific progress. This study aims to develop a teaching strategy through an integrated approach, involving the context of History, Science, Technology and Society (HSTS) in view of a meaningful learning, in which physical concepts are relevant to students. Also it will be described a teaching sequence on the Photoelectric Effect, Modern Physics and Contemporary contents, third year of high school, with the steps of the proposal, highlighting the importance of Physical education in approach HCTS. The History of Science has an immeasurable importance in the understanding of physical concepts, its fluidity can involve science, technology and society, in a way that these aspects can be integrated significantly by the subjects of the process. O ensino de Física, diante dos avanços na atualidade, não pode se restringir ao estudo de fenômenos isolados, requer muito mais do que fórmulas e definições prontas. Dessa forma, inserir no contexto da sala de aula os aspectos históricos que envolvem o desenvolvimento das teorias científicas, pode transformar a visão simplista, intuitiva e linear da ciência, o que leva a compreender os avanços tecnológicos e sua finalidade ao longo do tempo, bem como a reação sofrida pela sociedade e quais os impactos relacionados ao progresso científico. O presente trabalho buscou desenvolver uma estratégia de ensino através de uma abordagem integrada, apresentada em uma sequência didática, envolvendo o contexto da História, Ciência, Tecnologia e Sociedade (HCTS) na perspectiva de uma aprendizagem significativa, em que os conceitos físicos fossem relevantes aos estudantes. Para tanto, optou-se pela pesquisa qualitativa, descritiva e exploratória e delineada como pesquisa-ação, por permitir o envolvimento dos sujeitos da pesquisa. Durante a construção da sequência didática observou-se as relações com a perspectiva HCTS e o conteúdo referente ao Efeito Fotoelétrico propondo a construção do conhecimento científico. Pela análise dos dados coletados antes e depois da sequência didática é possível destacar que a prática elaborada conseguiu abordar os aspectos propostos proporcionando a ancoragem dos conceitos físicos explorados, sendo observado indícios de aprendizagem segundo previsto na teoria da aprendizagem significativa adotada no processo.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-10-19T12:34:29Z No. of bitstreams: 1 PDF - Joana Menara Souza Soares.pdf: 2514459 bytes, checksum: 19c69f29bb7ad433f442d2f53400b037 (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-10-19T17:11:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Joana Menara Souza Soares.pdf: 2514459 bytes, checksum: 19c69f29bb7ad433f442d2f53400b037 (MD5) Made available in DSpace on 2016-10-19T17:11:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Joana Menara Souza Soares.pdf: 2514459 bytes, checksum: 19c69f29bb7ad433f442d2f53400b037 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Currently, much has been discussed about the presence and importance of the History of Science (HC) in teaching physics. Associado a essa premissa, temos visto uma crescente produção de trabalhos acadêmicos, na qual se tem enfatizado uma abordagem histórica e filosófica inserida em conteúdos dessa disciplina. It is clear, however, that some of these jobs do not come to the teacher, leaving them at the mercy of distorted stories and / or simplified, present in most textbooks (LD), which ends up reinforcing some known scientific myths, transmitting false historical concepts to students and teachers. So, considering the importance of HC, we highlight the importance of examining the presence of this interrelationship in Physics textbooks for higher education by checking whether or not a historical proper transpositions on the photoelectric effect and how these materials, which They aim to train the teacher present the historical context of the phenomenon in question. Analysis and discussion of the results presented here should be based on some criteria that take into account historical aspects of the phenomenon as well as science, noting the presence of scientific myths and distorted bibliographic reports on the scientists involved. Atualmente, muito se discute sobre a presença e a importância da História da Ciência (HC) no ensino de Física. Associada a essa premissa, temos visto uma crescente produção de trabalhos acadêmicos, na qual se tem enfatizado uma abordagem histórica e filosófica inserida em conteúdos dessa disciplina. Percebe-se, por outro lado, que alguns desses trabalhos não chegam ao professor, deixando-os a mercê de histórias distorcidas e/ou simplificadas, presentes na maioria dos livros didáticos (LD), o que termina por reforçar alguns conhecidos mitos científicos, transmitindo falsas concepções históricas a estudantes e professores. Assim, considerando a importância da HC, destacamos a relevância de se examinar a presença dessa inter-relação nos livros didáticos de Física para o ensino superior, verificando se há ou não umas transposições históricas adequadas, sobre o efeito fotoelétrico e como esses materiais, que visam formar o professor apresentam o contexto histórico do fenômeno em questão. A análise e discussão dos resultados aqui apresentados tomam como base alguns critérios que levam em consideração aspectos históricos do fenômeno e bem como da ciência, atentando para presença de mitos científicos e de relatos bibliográficos distorcidos sobre os cientistas envolvidos.

Orientador: Prof. Dr. Reinaldo Luiz Cavasso Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, 2016. Inserir conteúdos da chamada "Física Moderna" no Ensino Médio é um dos grandes desafios da atualidade. Dois experimentos chaves realizados no final do século XIX, a radiação de corpo negro e o efeito fotoelétrico, demonstraram que a Física Clássica era insuficiente para a explicação da natureza e levaram ao subsequente desenvolvimento da Mecânica Quântica. Ao contrário do que ocorre com a radiação de corpo negro, o efeito fotoelétrico pode ser compreendido através de conceitos relativamente simples, acessíveis ao nível de compreensão de alunos do Ensino Médio. Por outro lado, embora experimentos de efeito fotoelétrico já tenham se tornado lugar comum nos laboratórios de Física das universidades, o custo dos sistemas experimentais comercializados ainda são proibitivos para a maior parte das escolas de nível médio, com raríssimas exceções. Assim, o desafio que nos propusemos foi o de elaborar um experimento que envolvesse a absorção quantizada de fótons pela matéria e que pudesse ser concretizado com materiais de baixo custo, demonstrando sua viabilidade como conteúdo do currículo de Física Moderna. Como produto final, elaboramos um manual de construção do aparato experimental para o professor do Ensino Médio, bem como um guia de atividades para o aluno, que será capaz de compreender de maneira prática o efeito fotoelétrico, a dependência da intensidade da fonte luminosa com o comprimento de onda dos fótons, assim como determinar experimentalmente a constante de Planck. Today one of the big challenges at High School teaching is to present contents of the so called "Modern Physics". At the end of the XIX century, two experiments put Classical Physics in trouble, it was not enough to describe the Nature anymore. These two key experiments, the black body radiation and the photoelectric effect, were the ones responsible for the begining of the development of Quantum Mechanics. Although the black body radiation explanation requires a Mathematics background not accessible at High School level, the photoelectric effect can be understood with relatively simple concepts. Although photoelectric effect experiments are common places at Universities, the cost of such systems is prohibitive for the large majority of High Schools in Brazil, with rare exceptions. Therefore the challenge that we propose ourselves was to develop a low cost experiment to explore the quantized photon absorption by the matter. In this way, we could prove the viability of this very important Modern Physics content. As the final product, we elaborate a construction manual for the High School Teacher, as well as a student guide for the experiment. The students will be able to understand the photoelectric effect in a experimental approach, analysing the intensity of the photoelectric current as a function of the light intensity, the dependence with the photon wavelenght as well as they will have the capacity to get the Planck constant experimentaly.

One of the difficulties faced in Physics teaching at public high school is to fulfill the programmatic content proposed in the pedagogical planning of this curricular component, given the available timetable. The focus of the contents taught is usually concentrated at Mechanics and little is seen about the Electromagnetic theory, much less on the Photoelectric Effect. Thus, it is necessary to seek new approaches that allow the teaching-learning practice to be effective. In this work, an alternative approach is proposed that is the use of virtual simulators freely available on the "internet", in order to cover topics of Electrodynamics and the Photoelectric Effect. The advantage of this proposal is to work around the lack of time and equipment for experimental classes and provide the students, besides the content, better focused classes. The educational product generated is a handout that has been elaborated directed to the students of the Education of Young and Adults (EJA), modality of education whose target audience are people who did not finish the studies at the appropriate age and that presents singular characteristics compared to the regular education. It was implemented in two classes of different categories. For the learning verification a questionnaire was applied before and after the use of the Educational Product, whose answers were analyzed based on David Ausubel's theory of significant learning and Paulo Freire's pedagogy. Indicatives of significant learning was observed, with conceptual evolution in the students' answers that, before the application of the educational product, answered with the knowledge acquired in the daily life, and after the application of the product they were able to answer using scientific knowledge. It was also observed in a positive way an affective learning, which manifestation always follow the significant learning, with the students being interested and excited when exploring a didactic tool different from the ones that they were used to. Uma das dificuldades enfrentadas no ensino de Física no nível Médio na rede pública de educação é a de cumprir o conteúdo programático proposto na ementa pedagógica deste componente curricular, frente a carga horária disponível para o mesmo. O foco dos conteúdos ministrados geralmente é concentrado na parte da Mecânica e pouco se vê sobre a teoria Eletromagnética e muito menos sobre o Efeito Fotoelétrico. Assim, faz-se necessário buscar novas abordagens que permitam que a prática de ensino-aprendizagem seja efetiva. Neste trabalho, é proposta uma abordagem alternativa que é o uso de simuladores virtuais disponíveis gratuitamente na "internet", para abranger tópicos da Eletrodinâmica e o Efeito Fotoelétrico. A vantagem desta proposta é a de contornar a falta de tempo e equipamentos para aulas experimentais e ainda proporcionar aos alunos, além do conteúdo, uma aula mais centrada nos mesmos. O produto educacional gerado é uma apostila que foi elaborada visando à aplicação aos alunos da Educação de Jovens e Adultos (EJA), modalidade de ensino cujo público alvo são pessoas que não concluíram os estudos na idade apropriada e que apresenta características singulares em relação ao ensino regular, e o mesmo aplicado em duas turmas de categorias diferentes. Para a verificação de aprendizagem foi aplicado um questionário pré e pós o uso do Produto Educacional, cujas respostas obtidas foram analisadas baseando-se na teoria de aprendizagem significativa de David Ausubel e na pedagogia de Paulo Freire. Observou-se um indicativo de aprendizagem significativa, com evolução conceitual nas respostas dos alunos que, antes da aplicação do produto educacional, responderam com o conhecimento adquirido no cotidiano, e após a aplicação do produto responderam usando o conhecimento científico. Foi também observada de maneira positiva uma aprendizagem afetiva, cuja manifestação sempre acompanha a aprendizagem significativa, com os alunos se mostrando interessados e animados ao explorar uma ferramenta didática diferente das que eles estavam acostumados. xvii, 197 f

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Valdenes Carvalho Gomes.pdf: 4980053 bytes, checksum: debd4bf37d985363087d9cb8704bd4a9 (MD5) Previous issue date: 2011-10-14 Studies showed that the use of information and communication technologies contributes to the educational practice in any level of education. However, it requires changes on the teacher s working methods, generat ing changes on the operation of the institutions and on the educational system. An information and communication technology must involve some kind of material object, which is part of the educational praxis related to the teaching process with some kind of relationship between the teacher-technology and technology-student. In our work we aim to investigate how a computer simulation can help the teaching of acontent of modern physics in high. A computational simulation is an activity that allows the student to manipulate and observe situations that mimic or approximate to a real physical phenomenon. The didactic intervention was performed in four consecutive meetings, each with one hundred minutes long. For this production and performance, we made use of a didactic text, a guide for the activity performance with the computational simulator, an evaluation questionnaire and a learning check activity. The results revealed that the students classified the computational simulation as a good way to approach the subject. Therefore, the use of computational simulations can provide an attractive teaching perspective, however it must be performed in a compatible way to the adopted teaching methodology. Estudos demonstram que a utilização das tecnologias de informação e comunicação contribui para a prática educativa em qualquer nível de ensino. No entanto, ela impõe mudanças nos métodos de trabalho dos professores, gerando modificações no funcionamento das instituições e no sistema educativo. Uma tecnologia de informação e comunicação educacional deve envolver algum tipo de objeto material, que faça parte da práxis educativa relativa ao processo de ensino com algum tipo de relação entre o professortecnologia e tecnologia-estudante. No nosso trabalho objetivamos investigar como uma simulação computacional pode ajudar o ensino de um conteúdo de física moderna e contemporânea no ensino médio. Uma simulação computacional é uma atividade que permite o estudante manipular e observar situações que imitam ou se aproximam de um fenômeno físico real. A intervenção didática foi realizada em quatro encontros consecutivos cada um com cem minutos de duração. Para a produção e execução dessa intervenção fizemos o uso de um texto didático, de um roteiro para realização da atividade com o simulador computacional, de um questionário de avaliação e de uma atividade de verificação de aprendizagem. Os resultados revelaram que os estudantes classificaram a simulação computacional como uma boa forma de expor o conteúdo. Assim, a utilização de simulações computacionais pode se constituir numa perspectiva de um ensino atraente, entretanto, deve ser feita de forma compatível com a metodologia de ensino a ser empregada.

Este artigo apresenta resultados relacionados ao desenvolvimento de atividades de modelagem exploratória aplicada ao ensino de física quântica com a utilização do objeto de aprendizagem (OA) chamado Pato Quântico. Este OA representa uma metáfora do efeito fotoelétrico e possibilita o cálculo da constante de Planck. Um estudo foi realizado através de um experimento com estudantes do ensino médio. Como resultado, percebeu-se que a construção ou a manipulação de um modelo não depende exclusivamente de como os alunos dominam a lógica empregada na ferramenta computacional, mas sim do entendimento sobre o fenômeno físico e suas habilidades em relacioná-lo com o objetivo da atividade desenvolvida. This paper presents results related to the development of activities of applied exploratory modelling to Quantum Physics Teaching by using use of the learning object (LO) called the Quantum Duck. The LO is a metaphor to the photoelectric effect and it makes possible the calculation of the constant of Planck. A study was done through an experiment with High School students. As a result, it was noticed that the construction or manipulation of a model does not depend exclusively of the assimilation of the employed logic in the tool computacional, but of the understanding of the the physical phenomenon and their abilities in relating it to the aim of the developed activity.

Este artigo apresenta o desenvolvimento e a caracterização de uma célula de efeito fotoelétrico e um sistema de excitação e de medição adequados para uso didático em aulas de Física. A célula é semelhante às primeiras desenvolvidas no século XIX, e o sistema de medição envolve transistores, uma bateria e um multímetro, e permite estimar a corrente fotoelétrica produzida na célula. O desenvolvimento é uma resposta à inexistência de células fotoelétricas comerciais disponíveis, que tem impedido os professores de trabalhar concretamente esse conteúdo. The article presents the build-up and characterization of a photoelectric cell and a system of excitation and measurement for use in physics classes. The cell is similar to those developed earlier in the XIX century and the measurement apparatus consists of transistors, battery and multimeter, which allows to estimate the photoelectric current. Due to the unavailability of commercial photoelectric cells, physics teachers have been hindered to discussing adequately the photoelectric effect. For this purpose, the system shown here provides quite appropriate tool.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-11-23T12:26:25Z No. of bitstreams: 1 Nelio Oliveira Ferreira.pdf: 784310 bytes, checksum: c0fb98c5a6c058e292abaf3e2e990e8c (MD5) Made available in DSpace on 2016-11-23T12:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelio Oliveira Ferreira.pdf: 784310 bytes, checksum: c0fb98c5a6c058e292abaf3e2e990e8c (MD5) Previous issue date: 2005-08-30 This article aims to investigate the dual behavior of the light as a result of implementation of a new approach based on the Personal Constructs Theory by George Kelly, specifically, in the Experience Cycle. The five stages of this cycle (anticipation, investment, encounter, validation and constructive revision) had been distributed in three classes during which the conceptions by the students had been followed from the beginning detected through a posttest and through a production of a new poster. There had been investigated the conceptions of wave, particle, frequency and wavelength, as well as the photoelectrons, cutoff potential and cutoff frequency, aiming to register the Photoelectric Effect phenomenon. During the poster production, the acceptable answers had aroused from 64% to 100% concerning the wave definition. Concerning the particle, the results had been even more relevant; no answer was considered true at first, but after the usage of the cycle, they had been all accepted. These results had indicated how clearly the students could then distinguish wave from particle, which had been complemented by the comprehension of essential conceptions to the Photoelectric Effect phenomenon. Therefore, the students had started to understand the corpuscular behavior of the light, in the cited phenomenon, and wavy, in other phenomenon (reflection, refraction, diffraction and interference), as it can be comproved by comparison of the pre-test and the post-test. Concerning the wavelength conceptions, cutoff frequency and photoelectrons, all the answers had became acceptable. Besides, the answers concerning quantum and photon conceptions had cached 91% of the desirable levels frequency had cached 81% and cutoff potential, 64%. Considering that 60% of the answers analyzed were acceptable, it is believed that the usage of Kelly’s Experience Cycle as a methodological tool is extremely effective. Este trabalho tem o objetivo de investigar o comportamento dual da luz devido a implementação de uma nova abordagem baseada na Teoria dos Construtos Pessoais de George Kelly, mais especificamente, no Ciclo da Experiência. As cinco etapas desse ciclo (antecipação, investimento, encontro, validação e revisão construtiva) foram distribuídas em três aulas durante as quais foram acompanhadas as concepções dos alunos, desde as iniciais, detectadas através de um pré-teste e da produção de um cartaz, até as concepções mantidas ao término da intervenção didática, através de um pós-teste e da produção de um novo cartaz. Foram investigados os conceitos de onda, partícula, freqüência e comprimento de onda, além de fotoelétrons, potencial de corte e freqüência de corte com o intuito de retratar o fenômeno do Efeito Fotoelétrico. Na produção dos cartazes, as respostas consideradas aceitáveis passaram de 64% para 100% no que diz respeito ao conceito de onda. Em relação ao conceito de partícula na produção dos cartazes, os resultados foram ainda mais relevantes, nenhuma resposta foi aceita, inicialmente, contra a aceitação de todas as respostas após a aplicação do ciclo. Estes resultados indicaram a clareza que os alunos passaram a ter ao distinguir onda e partícula, o que foi complementado com a compreensão de conceitos essenciais relacionados com o fenômeno do Efeito Fotoelétrico. Assim, os alunos passaram a compreender o comportamento corpuscular da luz, no referido fenômeno, e ondulatório, em outros fenômenos (reflexão, refração, difração e interferência), como se pôde verificar nos resultados do pré-teste e pós-teste. Em relação aos conceitos de comprimento de onda, freqüência de corte e fotoelétrons, todas as respostas atingiram níveis aceitáveis. Além disso, as respostas a respeito dos conceitos de quantum e fóton atingiram 91% dos níveis desejáveis, freqüência, 82%, e potencial de corte, 64%. Como todos os dados analisados atingiram níveis acima de 60% daqueles desejáveis, acredita-se que a utilização do Ciclo da Experiência de Kelly, como ferramenta metodológica, apresentou-se com bastante eficácia.

Resumo Apresenta-se neste artigo o tratamento teórico e experimental dado por Millikan à questão do potencial de contato em seus experimentos sobre o efeito fotoelétrico. O prêmio Nobel concedido a Millikan em 1923, teve como motivação seus experimentos que resultaram na medida da carga do elétron (experimento da gota de óleo) e da constante de Planck (experimento sobre o efeito fotoelétrico). A precisão com que Millikan obteve a constante de Planck deve-se à importância que ele atribuiu ao potencial de contato entre dois metais eletricamente conectados. Ao apresentar seus cálculos para o potencial de contato em um dos artigos publicados em 1916, Millikan exibe um resultado sutilmente errado que aparentemente passou despercebido pelos estudiosos do assunto. Em 1921, Millikan corrige o equívoco sem mencionar o erro de 1916. Se este erro não resultou de má digitação, aparentemente não há justificativa plausível para que ele tenha ocorrido. Abstract It will be presented in this paper the theoretical and experimental Millikan's approach to the contact potential question in his experiments about the photoelectric effect. The 1923 Nobel prize won by Millikan, had as motivation his experiments which resulted on the electron charge (oil drop experiment) and Planck constant (photoelectric effect experiment) measurements. The precision with which Millikan obtained the Planck constant is due to the importance Millikan attributed to the contact potential between two electrically connected metals. Presenting his calculations on the contact potential in one of his 1916 papers, Millikan showed one result subtly wrong, apparently not perceived by the scholars of the subject. In 1921, Millikan corrected the erroneous equation without mention the 1916 mistake. If this mistake was not due to bad digitation, apparently there is no plausible justification for their occurency.

Este artigo propõe a construção de um instrumento eletrônico denominado luxímetro digital, aliando a simplicidade e o baixo custo, o que o torna mais simples e barato do que aqueles que se encontram no mercado. A sua construção tende a facilitar a difusão e o acesso a este tipo de instrumento de medidas entre professores do ensino médio e instituições de ensino, sendo ideal para constituir um laboratório de ciências. This paper proposes the construction of an electronic instrument called digital luximeter, combining simplicity and low cost, making it simpler and cheaper than those on the market. Its construction tends to facilitate dissemination and access to this type of measuring instrument between high school teachers and educational institutions, making it ideal to be a science lab.