Um experimento didático potencialmente instigante envolvendo a reflexão da luz em um caso aparentemente misterioso

Abstract

Discute-se um experimento didático que envolve conceitos e leis da ótica (p. ex., ângulo de Brewster, equações de Fresnel, polarização) inseridos em uma atividade com enfoque no processo de modelagem científica concebida para aulas de laboratório de cursos de graduação em Física. A atividade é motivada por uma situação-problema que envolve um aparente mistério relacionado com o desaparecimento de um objeto nas profundezas de um lago de águas cristalinas. Para desvendar o aparente mistério, é aventado que a reflexão e transmissão da luz solar pela superfície do lago têm papel determinante na explicação do fenômeno. Um modelo teórico é, então, construído e avaliado por meio de um experimento em que a luz de um laser, polarizada na direção paralela e perpendicular ao plano de incidência, é refletida na superfície da água contida em uma cuba. Mostra-se que esse modelo é capaz de prever o desaparecimento, ao longo da tarde, de uma moeda contida em uma cuba com um pouco de água e iluminados pela luz solar. Entendemos que o presente artigo contribui para o ensino de Física na medida em que traz uma atividade que fomenta a vinculação entre conhecimentos teóricos e práticos a partir de um problema potencialmente instigante, contribuindo para que os estudantes construam sentido para conhecimentos científicos e compreendam elementos centrais do trabalho experimental da perspectiva da modelagem científica.

A didactic experiment involving concepts and laws of optics (e.g., Brewster angle, Fresnel equations, polarization) is inserted in an activity focusing on the scientific modeling process designed for laboratory classes in an undergraduate Physics course. The activity is motivated by a problem that involves an apparent mystery related to the disappearance of an object in the dephts of a crystal clear lake. To unravel the apparent mystery, it is suggested that the reflection and transmission of sunlight across the lake’s surface has a determining role in explaining the phenomenon. A theoretical model is then built and evaluated by means of an experiment in which a laser light, polarized in the parallel and perpendicular direction to the plane of incidence, is reflected on the surface of water contained in a vat. It is shown that this model is capable of predicting the disappearance, during the afternoon, of a coin contained in a vessel with a little water and illumintated by sunlight. We understand that this article contributes to the teaching of Physics, as it brings an activity that promotes the connection between theoretical and practical knowledge from a potentially exciting problem, aiding students to build meaning from scientific knowledge and understand central elements of the experimental work from the perspective of scientific modeling.