Uma proposta de baixo custo para experimentos com raios catódicos

Defferson Rodrigues Martins das Neves, Bianca Alves Pereira, Sabrina Alves Pereira, Thaís Cyrino de Mello Forato, André Amaral Gonçalves Bianco

Resumo


Este trabalho apresenta uma proposta de adaptação de um dos experimentos sobre a natureza dos raios catódicos realizado ao final do século XIX, especificamente, aquele apresentado em livros didáticos e de divulgação científica como “o experimento de Thomson” para o cálculo da relação carga/massa do elétron. Nossa proposta utiliza materiais com custos inferiores aos de kits de experimentos disponíveis no mercado internacional e apresenta uma descrição pormenorizada da sua construção e operação, concorrendo, em vários aspectos, como solução para alguns dos motivos relacionados à pouca utilização dos experimentos nas aulas de ciências: o custo elevado dos materiais e dos equipamentos, a falta de laboratórios e a falta de habilidade dos professores. A elaboração do aparato experimental é ainda acompanhada do desenvolvimento matemático necessário à sua utilização e da indicação dos vários fenômenos físicos que podem ser tratados paralelamente à sua implementação. Com a adaptação experimental, fomos capazes de medir e calcular o campo magnético a que os elétrons são submetidos no interior de um tubo de raios catódicos, a diferença de potencial entre catodo e anodo no tubo (tensão de aceleração dos elétrons), a deflexão magnética que os elétrons sofrem, e, com uma boa aproximação, a velocidade de translação dos elétrons e a relação carga/massa dessas partículas.


Palavras-chave


Relação Carga/Massa do Elétron; Raios Catódicos; J. J. Thomson e a Estrutura da Matéria

Texto completo:

PDF/A

Referências


ARAÚJO, M. S. T.; ABIB, M. L. V. S. Atividades experimentais no ensino de Física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 25, n. 2, 2003.

BACHELARD, G. A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento. Rio de Janeiro: Contraponto, [1938] 1996.

BRAGA, N. C. Fontes de alimentação. São Paulo: Saber, 2005.

BRAGA, N. C. Construa uma ponta de alta tensão para o multímetro. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018.

CARLIN, N. et al. Estudo experimental do movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos: seletor de velocidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 32, n. 2, 2009.

CARVALHO, A. M. P. Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática. São Paulo: Cengage Learning, 2004.

CARVALHO, A. M. P. As práticas experimentais no Ensino de Física. In: A.M.P. Carvalho (Org.). Ensino de física. São Paulo: Cengage Learning, 2010.

CARVALHO, A. M. P.; GIL-PÉREZ, D. Formação de professores de Ciências – Tendências e inovações. São Paulo: Cortez, 2011. v. 28.

DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J.A. Metodologia do Ensino de Ciências. São Paulo: Cortez, 2000.

DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNANBUCO, M. M., Ensino de Ciências – Fundamentos e Métodos. São Paulo: Cortez, 2011.

ELECTRONIC COMPONENTS DATASHEET SEARCH. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018.

GASPAR, A. Atividades experimentais no ensino de Física – Uma visão baseada na teoria de Vigotski. São Paulo: Livraria da Física, 2014.

GIL-PÉREZ, D. et al. Para uma imagem não deformada do trabalho científico, Ciência & Educação, v. 7, n. 2, 2001.

HEERING, P. The stabilization of experimental procedures: historical and educational aspects. Revista Brasileira de História da Ciência, v. 7, n. 2, 2014.

KRAFTMAKHER, Y. Experiments and demonstrations in Physics. Singapura: Bar-Ilan Physics Laboratory, 2015.

KUHN, T. A estrutura das revoluções científicas. São Paulo: Perspectiva, 2013.

MAKE A MAGNETOMETER. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018.

MARCONDES, M. Oficinas Temáticas no Ensino Público. São Paulo: Imprensa Oficial do Estado de São Paulo, 2007.

MARTINS, N. Introdução à teoria da eletricidade e do magnetismo. São Paulo: Edgard Blücher, 1975.

MARTINS, R. A. Introdução: A História das Ciências e seus usos na educação. In: SILVA, C. C. (Org.). Estudos de história e filosofia das ciências: subsídios para aplicação no ensino. São Paulo: Livraria da Física, 2006.

MEDEIROS, A.; MONTEIRO Jr, F. N. Algumas tendências na utilização de reconstruções experimentais históricas no ensino de física. In: SEMINÁRIO DE HISTÓRIA DA CIÊNCIA, VIII, 2011, Rio de Janeiro. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018.

MOREIRA, M. A. Enseñanza de la física: aprendizaje significativo, aprendizaje mecánico y criticidad. Revista de Enseñanza de la Física, In: XI CONFERENCIA INTERAMERICANA SOBRE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA, 26, 1, 2013, Porto Alegre, v. 26, n. 1, 2014. Disponível em:. Acesso em: 30 abr. 2018.

NETO, J. B. Teoria eletromagnética: parte clássica. São Paulo: Livraria da Física, 2015.

POZO, J.; CRESPO, M. A aprendizagem e o ensino de ciências: do conhecimento cotidiano ao conhecimento científico Porto Alegre: Artimed, 2009.

RAMOS, E. O uso de materiais didáticos no ensino de Física. In: CONGRESSO DE PESQUISA DO ENSINO FÍSICA E QUÍMICA NA ESCOLA E NO MUNDO ACADÊMICO – O DESAFIO INTERDISCIPLINAR, 5, 2016, São Paulo.

RENÊ, R. Bobina de Helmholtz. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 25, n. 1, 2003.

SERWAY, R.; JEWETT Jr, J. Princípios de Física. São Paulo: Cengage Learning, 2004.

SILVA, L.; SANTOS, W.; DIAS, P. A carga específica do elétron – Um enfoque histórico experimental. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 33, n. 1, 2011.

SMITH, G. E. J.J. Thomson and the electron, 1897-1899. In: BUCHWALD, J. Z.; WARWICK, A. (Org.). Histories of the electron: the birth of microphysics 2. London: MIT Press, 2001.

TAMIET, L. Para medición de alto voltaje. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018.

THOMSON, J. J. Conduction of electricity through gases. Cambridge: Cambridge University Press, 1903. [Forgotten Books: Classic reprint series, 2012].

THOMSON, J. J. Cathode rays. Philosophical Magazine, 44, p. 293-316, 1897. Republicado em SCHWARTZ, G. & BISHOP, P. W. Moments of Discovery – Volume Two (The development of modern Science). New York: Basic Books, Inc, 1958.

THOMSON, J.; CALLICK, E. B. Electron physics and technology. London: The English Universities Press Ltd, 1959.

TIPLER, P.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 2009.

TOWNSEND, J. S. E. Electricity in gases. Oxford: Clarendon Press, 1915.

TRIVELATO, S. F. SILVA, R. L. Ensino de Ciências. São Paulo: Cengage Learning, 2011.

WEINBERG, S. The discovery of subatomic particles. Cambridge: Cambridge University Press, 2003.

WHER, M. R.; RICHARD-Jr, J. Física do átomo. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1965.

WHITTAKER, E. T. Theories of aether and electricity. Dublin: Longmans, Green, and Co., 1910.

ZANETIC, J.; MENEZES, L. C.; HOSOUME, Y. Grupo de reelaboração do ensino de física (GREF), Física 3 – Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 2000.




DOI: https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n1p256

 


Cad. Bras. Ens. Fís. UFSC, Florianópolis, SC, Brasil - - - eISSN 2175-7941 - - - está licenciada sob Licença Creative Commons > > > > >