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Estudo De Radiações Ionizantes E Não Ionizantes Utilizando Como Facilitador a Câmara De Nuvens Caseira Devacir Vaz De Moraes

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Estudo De Radiações Ionizantes E Não Ionizantes Utilizando Como Facilitador a Câmara De Nuvens Caseira Devacir Vaz De Moraes UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física ESTUDO DE RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES UTILIZANDO COMO FACILITADOR A CÂMARA DE NUVENS CASEIRA DEVACIR VAZ DE MORAES Barra do Garças-MT 2020 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física DEVACIR VAZ DE MORAES ESTUDO DE RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES UTILIZANDO COMO FACILITADOR A CÂMARA DE NUVENS CASEIRA Dissertação apresentada ao programa de pós- graduação do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física como um dos requisitos necessários para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Física. Orientador: Prof. Dr. Adellane Araujo Sousa Barra do Garças-MT 2020 Dados Internacionais de Catalogação na Fonte. M827e Moraes, Devacir. ESTUDO DE RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES UTILIZANDO COMO FACILITADOR A CÂMARA DE NUVENS CASEIRA / Devacir Moraes. -- 2020 122 f. ; 30 cm. Orientador: Adellane Araujo Sousa. Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-Graduação Profissional em Ensino de Física, Pontal do Araguaia, 2020. Inclui bibliografia. 1. Câmara de Nuvens. 2. Estudo das Radiações. 3. Sequência Didática. I. Ficha catalográficaTítulo. elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a). Permitida a reprodução parcial ou total, desde que citada a fonte. UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA CERTIFICADO DE APROVAÇÃO Título: ESTUDO DE RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES UTILIZANDO COMO FACILITADOR A CÂMARA DE NUVENS CASEIRA Autor: Devacir Vaz de Moraes Orientador: Prof. Dr. Adellane Araujo Sousa Aprovada em: 22 de junho de 2020. Comissão examinadora: Profº. Dr. Adellane Araujo Sousa (Orientador) ______________ Profª. Dr. Ana Rita Pereira (Examinador Externo) Profº. Dr. Fabrízio Myaki Alves BARRA DO GARÇAS-MT 2020 RESUMO Uma das principais preocupações quanto ao ensino de Física é como os educandos irão compreender os conceitos trabalhados em sala de aula. É preciso encontrar novas opções, romper rotinas e quebrar paradigmas. A dificuldade é ainda maior para trabalhar Física Moderna e Contemporânea, pois o material oferecido nas escolas faz uma abordagem superficial de conceitos importantes, como: radiações ionizantes e radiações não ionizantes, radiação do corpo negro, radiação natural e artificial. Outra dificuldade encontrada em trabalhar tais conceitos é sua abstração, com isso o professor acaba dando preferência aos conteúdos da Física Clássica. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo construir e implementar uma câmara de nuvens caseira através de uma sequência didática, facilitando a compreensão dos conceitos de radiações ionizantes e não ionizantes, tornando conceitos abstratos em conceitos palpáveis para os estudantes, possibilitando-os associar ao seu cotidiano, conhecendo seus malefícios e benefícios. O trabalho foi aplicado no Instituto Federal Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, Campus Confresa, com estudantes do 3º ano do Técnico em Agropecuária Integrado ao Nível Médio A e B, sendo usadas doze aulas para seu desenvolvimento, bem como a aplicação do experimento real e virtual. A sequência didática prioriza os conhecimentos prévios dos estudantes, por meio de aula dialogadas e expositivas, sendo fundamentada por três momentos pedagógicos concebidos por Paulo Freire e adaptada para o ensino de Física por Delizoicov. Pode-se perceber no desenvolvimento da sequência, uma melhora na aprendizagem e na compreensão dos conteúdos, através dos questionamentos dos estudantes e na demonstração de grande interesse nas aulas. Como resultado relevante deste trabalho destacamos a oportunidade de trabalhar Física Moderna e Contemporânea, mostrando novas possibilidades e perspectivas de conhecimento, além de quebrar algumas barreiras existentes entre os estudantes e conceitos de radiação, que serão levadas para sua vida. Palavras-chave: Câmara de Nuvens. Estudo das Radiações. Sequência Didática. ABSTRACT One of the main concerns about teaching Physics is how students will understand the concepts taught in the classroom. It is important to find new options, break routines and paradigms. The difficulty is even greater when working with Modern and Contemporary Physics, due to how school material approaches important concepts superficially, such as: ionizing and non-ionizing radiation, blackbody radiation, natural and artificial radiation. Another difficulty encountered in working with such concepts is their abstraction. Therefore, the teacher ends up choosing to work with Classical Physics contents. From this perspective, this study aims to build and implement a homemade cloud chamber through a didactic sequence, simplifying the understanding of ionizing and non-ionizing radiation concepts, turning abstract concepts into tangible ones, hence helping the learners and enabling them to associate the content with their daily lives, recognizing the harms and benefits. This study was developed at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Mato Grosso, Confresa Campus, with two 3rd grade high school classes (A and B) integrated with Agricultural Technician. The development of the project, as well as the application of real and virtual experiments, were done throughout twelve lessons. The didactic sequence prioritizes students' previous knowledge through dialogued and expository lessons and it is based on three pedagogical moments designed by Paulo Freire and adapted by Delizoicov for the teaching of Physics. During the development of the product, an improvement in the students’ learning and understanding of the contents can be perceived, due to their questions and great interest in the classes. As a relevant result of this work, we highlight the opportunity of working Modern and Contemporary Physics showing new possibilities and perspectives of knowledge, in addition to breaking barriers between students and radiation concepts; lessons learnt by them once and for all. Keywords: Cloud Chamber. Radiation Study. Didactic sequence. AGRADECIMENTOS Agradeço à Deus pela vida, sabedoria e bênçãos a mim concebidas. À minha família e em especial a minha esposa Denize e meus filhos João Paulo e Luis Antônio, que sempre me incentivaram e apoiaram, dando força e motivação em minhas conquistas pessoais e profissionais, possibilitando à conclusão de mais essa etapa na carreira acadêmica. Ao meu orientador, Prof. Dr. Adellane Araujo Sousa, pela dedicação e disponibilidade de tempo à orientação deste trabalho, sendo fundamental desde a construção à aplicação com sugestões e ensinamentos. Ao corpo docente do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, UFMT- Campus Araguaia - Barra do Garças, pela dedicação e contribuição com nossa formação ao longo do curso. Aos colegas de sala de aula pelas inúmeras experiências trocadas, e aos trabalhos que apresentamos juntos e pela parceria durante esses anos. Ao IFMT- Campus Confresa, em especial aos alunos da turma do 3º Ano Agropecuária Integrado ao Ensino Médio A e B, pela participação e envolvimento na aplicação deste trabalho. A todos os colegas de trabalho do IFMT- Campus Confresa que contribuíram para a construção deste trabalho, em especial aos professores Agnaldo e Franco pelo apoio e suporte na aplicação deste trabalho. A SBF, pelo apoio ao MNPEF, nos oportunizando a realização de estudos para o aperfeiçoamento profissional. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código De financiamento 001. LISTA DE FIGURAS Figura 1- Esquema representa a câmara construído por Wilson ........................................ 16 Figura 2- Esquema da Câmara de Nuvens por Difusão ..................................................... 17 Figura 3- Câmara de Nuvens Caseira ................................................................................. 18 Figura 4- Radiografia do sulfato duplo de potássio e uranila ............................................. 19 Figura 5- Espectro eletromagnético caracterizando radiações não ionizantes e ionizantes 20 Figura 6- Objeto com uma cavidade e um orifício representando o que seria aproximado de um corpo negro .................................................................................................................... 24 Figura 7- Curva experimental (linha tracejada) e teórica (linha continua) da radiância espectral ............................................................................................................................... 24 Figura 8- Função energia potencial associada à emissão de uma partícula alfa por um núcleo de 238U ................................................................................................................................. 31 Figura 9- Distribuição da energia cinética dos pósitrons emitidos no decaimento beta do 64Cu ...................................................................................................................................... 34 Figura 10- Relação entre as unidades radiológicas ............................................................ 37 Figura 11-Decaimento radioativo da série urânio, actínio e tório ...................................... 40 Figura 12- Doses anuais de radiação cósmica .................................................................... 45 Figura 13-
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