O OLHO E O CÉU

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS
NATURAIS E MATEMÁTICA
ANTÔNIO ARAÚJO SOBRINHO
O OLHO E O CÉU
CONTEXTUALIZANDO O ENSINO DE ASTRONOMIA NO NÍVEL MÉDIO
Dissertação apresentada como requisito
parcial à obtenção do grau de Mestre em
Ensino de Ciências Naturais e Matemática,
área de Ensino de Física e Astronomia,
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte.
Orientador: Prof. Dr. Luiz Carlos Jafelice
NATAL
2005
ANTÔNIO ARAÚJO SOBRINHO
OLHO E O CÉU
CONTEXTUALIZANDO O ENSINO DE ASTRONOMIA NO NÍVEL MÉDIO
Dissertação apresentada como requisito
parcial à obtenção do grau de Mestre em
Ensino de Ciências Naturais e Matemática,
área de Ensino de Física e Astronomia,
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte.
Orientador: Prof. Dr. Luiz Carlos Jafelice
APROVADA EM: 15/08/2005
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________
Prof. Dr. Luiz Carlos Jafelice
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
____________________________________________
Prof. Dr. José Ronaldo Pereira da Silva
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE
____________________________________________
Prof. Dr. Ciclamio Leite Barreto
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
O aspecto mais triste da vida de hoje é que a ciência ganha em conhecimento mais
rapidamente que a sociedade ganha em sabedoria .
(Isaac Azimov)
Dedico este trabalho a meus filhos Talita e George e a todos meus alunos e alunas de
ontem e de hoje, que com suas indagações e inquietações sempre me estimularam na busca
por um melhor desempenho do trabalho educativo.
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO
9
2
AS CIÊNCIAS E OS PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS
13
3
A ASTRONOMIA E OS TEXTOS DIDÁTICOS DE ENSINO MÉDIO
16
4
A ASTRONOMIA E A INTERDISCIPLINARIDADE
20
5
O OLHO E O CÉU
23
5.1 A observação do céu a olho nu
23
5.2. Uma noite sem luar longe dos centros urbanos
24
5.3. Uma noite de lua cheia
26
5.4 A observação do céu com equipamentos
26
5.5 O olho: o mais importante instrumento de observação da Astronomia
29
5.6 O trabalho observacional
31
5.7 A observação da Lua com instrumentos astronômicos
37
5.8 A observação dos planetas
35
5.9 A observação das estrelas
36
6
PARA ALÉM DA OBSERVAÇÃO ÓPTICA
39
7
CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
42
REFERÊNCIAS
45
APÊNDICES
50
ANEXOS
63
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
1
Observação do céu a olho nu
25
2
Representação de um olho humano
29
3
Espectro eletromagnético
40
4
Representação de um olho normal
54
5
Representação de olho míope
54
6
Representação de um olho hipermétrope
54
7
Representação da obtenção da imagem de um objeto distante por uma
luneta através da lente objetiva e sua visualização pela ocular.
8
57
Representação da obtenção da imagem de um objeto distante por um
telescópio newtoniano através de um espelho esférico (objetiva) e sua
visualização pela ocular.
9
58
Representação de um observador fazendo uso do telescópio de
Cassegrain
58
10
Uso do telescópio newtoniano em aula de treinamento com docentes
59
11
A luneta de Galileu
64
12
O telescópio de Newton
64
13
O maior telescópio refrator do mundo
65
14
O maior telescópio Russo
66
15
O maior telescópio refletor do mundo
67
16
Telescópio Espacial Hubble
68
17
O maior telescópio brasileiro
69
18
O VLT
70
19
Cartaz explicativo sobre o eclipse solar de 11/08/1999
71
20
Observação da formação das imagens na lente convergente
75
21
Observação da formação das imagens na lente divergente
75
22
Simulação dos raios luminosos incidindo num espelho plano
76
23
Obtenção da imagem no espelho côncavo
76
TABELAS
1
Análise dos textos didáticos, volume único, referentes a Astronomia
19
2
Análise dos textos didáticos, coleção de três volumes, referentes a Astronomia
19
3
Alguns dos telescópios mais famosos da história
61
4
Atividades realizadas em Óptica Básica e História da Óptica no FIC
73
5
Atividades realizadas em Instrumentos Ópticos e Astronomia no FIC
73
6
Material utilizado em Óptica Básica e História da Óptica no FIC
74
7
Material utilizado em Instrumentos Ópticos em Astronomia no FIC
74
8.
Principais dados do sistema solar
80
LISTA DE SIGLAS
ANRA: Associação Norte-Rio-grandense de Astronomia
CEFET-RN: Centro Federal de Educação Tecnológica do Rio Grande do Norte
COBE: Cosmic Background Explorer (Explorador da Radiação Cósmica de Fundo)
DFTE: Departamento de Física Teórica e Experimental
EUA: Estados Unidos da América
FIC: Escola Estadual Professor Francisco Ivo Cavalcanti
GREF: Grupo de Reelaboração do Ensino de Física
MG: Minas Gerais
NASA: National Aeronautic Space Administration: Agência de Administração
Espacial dos Estados Unidos da América
PCN: Parâmetros Curriculares Nacionais
PPGECNM-UFRN: Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências Naturais e
Matemática da Universidade Federal do Rio Grande do Norte
RN: Rio Grande do Norte
UERN: Universidade do Estado do Rio Grande do Norte
UFRN: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
VLT: Very Large Telescope (sigla inglesa, cujas palavras significam: Telescópio
Muito Grande)
AGRADECIMENTOS
Durante o curso de pós-graduação não foram poucas as pessoas que
contribuíram, cada uma a seu modo, para que eu chegasse ao presente
estágio. Gostaria, portanto, de usar este espaço para agradecer a quem me
apoiou e ajudou a realizar este desejo.
i Ao Professor Luiz Carlos Jafelice, pela firmeza e dedicação com que me
conduziu em todo o desenvolvimento do trabalho durante o curso.
i A Minha esposa Nanci Barbosa Ferreira Araújo, pelo constante apoio e
incentivo, tão necessários, nos momentos difíceis.
iA professora, Leonor de Araújo Bezerra Oliveira e ao professor Luis
Ferdinando Patriota, pelas revisões de redação do texto em português e do
Abstract em inglês, respectivamente.
i Aos Professores Luis Seixas das Neves e Gilvan Luiz Borba, por terem tido
ouvidos sempre abertos aos problemas enfrentados e palavras de apoio
durante o desenrolar do curso.
i Aos amigos Gustavo Fontoura de Souza e Milton Thiago Schivani Alves,
pelo auxílio nos trabalhos de ilustração e organização do texto.
i Aos colegas Antonio Moreira Barros e Tércio de Lima Silva, pela troca de
idéias durante todo o curso de mestrado.
i A colega de Mestrado: Geneci Cavalcante Moura de Medeiros pelas
discussões e troca de idéias referentes à aplicação de nosso trabalho na
Escola Estadual Professor Francisco Ivo Cavalcanti.
i Aos professores e professoras que participaram das atividades durante o
curso de treinamento na Escola Estadual Professor Francisco Ivo Cavalcanti,
em especial, aos professores Edrobledo José da Silva (Edi) e José Marcos
da Silva, pelas discussões posteriores relacionadas com a Astronomia, a
prática docente e aprimoramento das idéias em suas aulas.
i Aos amigos: Antônio Carlos Miranda e José Ronaldo Pereira da Silva, pela
troca de idéias durante o desenvolvimento do trabalho de dissertação.
i Aos amigos e colegas de mestrado: Albano Oliveira Nunes, Francisco de
Assis Nobre e Francisco Valdomiro de Morais, pelo diálogo e trocas de idéias
que estimularam a superação de momentos difíceis durante todo o curso.
i A meus pais José e Francisca e a todos os irmãos, pelo carinho e incentivo
sempre presente.
RESUMO
No presente trabalho estuda-se o comportamento dos instrumentos ópticos
a partir do olho humano, considerado o mais importante dentre os instrumentos de
observação visual. O trabalho se desenvolve a partir de uma análise dos Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM), de como os textos didáticos
trabalham a óptica e a Astronomia e faz uma proposta didática para o ensino de
óptica fundamentado nos equipamentos da astronomia. O propósito é que os
experimentos aqui propostos possam ser aplicados no Ensino Médio, dentro da
realidade educacional das escolas públicas ou privadas de nosso Estado e também
do País. Tal proposta foi aplicada e discutida como parte de um projeto de
treinamento mais amplo na Escola Estadual Professor Francisco Ivo Cavalcanti, em
Natal, no ano de 2003. Na ocasião trabalhou-se com uma equipe interdisciplinar de
professores do ensino médio, na qual foram aplicados dois módulos: Óptica básica e
a História da Óptica, no primeiro momento e Instrumentos Ópticos em Astronomia,
no segundo. Em outra oportunidade, com estudantes de segundo ano do nível
médio, no Centro Federal de Educação Tecnológica do Rio Grande do Norte, o
trabalho realizado e os temas abordados foram semelhantes. Em ambos os casos,
a contextualização e os fatos históricos, que propiciam um melhor conhecimento e
compreensão de que o olho é o início e o fim de qualquer estudo relacionado com a
visão, foram destacados. Para atingir os objetivos foram usados materiais de fácil
manuseio e aquisição. Técnicas e procedimentos didáticos contextualizados com a
realidade vivencial de estudantes e professores também se fizeram presentes. Os
recursos e práticas implementados se mostraram relevantes na contribuição de uma
efetiva realização de um ensino interdisciplinar e contextualizado de acordo com o
que reza os PCNEM. Enfatiza-se a integração da teoria com a prática durante todo o
desenvolvimento da proposta por considerar-se que tal procedimento tende a
facilitar o processo de ensino-aprendizagem, bem como a fazer o estudante sentir a
aplicação do conhecimento no dia-a-dia.
Palavras-chave: Olho. Céu. Observação astronômica. Telescópio.
ABSTRACT
In the present work we analyze the behavior of optical instruments
beginning with the human eye, the most important tool among the visual observation
instruments. This work develops from an analysis of the Parâmetros Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio do Brasil (PCNEM) (Brazilian National Guidelines to
High-School Teaching) on how didactic texts work optics and astronomy and it
makes a didactical proposal on how to teach optics based on astronomy equipments.
The purpose is that the experiments proposed here may be applied to the high
school teaching, according to the educational reality of the public and private schools
in our state and also in our country. Such a proposal was applied and discussed as
part of an in-service training project at the Escola Estadual Professor Francisco Ivo
Cavalcanti, in Natal. In that occasion we worked with an interdisciplinary team of high
school teachers, in which we applied two modules; in the first one: Basic Optics and
History of the Optics; and in the second one: Optical Instruments and Astronomy. In
another opportunity, with second year high school students of the Centro Federal de
Educação Tecnológica do Rio Grande do Norte, we worked out similar approach and
themes. In both cases the contextualization and the historical facts, which provide a
better knowledge and understanding of the eye as the beginning and the end of any
study related to vision, were pointed out. To reach our goal, we used easy-handled
materials which were also easy to acquire. We further adopted techniques and
didactic procedures contextualized with the daily reality of students and teachers.
The resources and practices implemented were relevant to the contribution of an
effective achievement of an interdisciplinary teaching and a contextualization
according to which the PCNEM preaches. We emphasize the integration of theory
and practice during all the development of this proposal, because we consider that
such a procedure tends to facilitate the learning-teaching process, as well as it tends
to make the student feels the application of the knowledge in daily life.
Key-words: Eye. Sky. Astronomic observation. Telescope.
9
1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho procura destacar a história e a importância da
observação do céu a olho nu e com equipamentos, levando-se em consideração o
uso adequado e saudável dos olhos e também a utilização de equipamentos de
observação astronômica. Diferentemente dos textos didáticos em uso, propõe-se um
estudo em que se trabalhe os aspectos sócio-culturais e históricos que caracterizam
a observação celeste.
Enfatiza-se a importância do olho como ponto de partida para qualquer
observação e propõe-se, na seqüência, que se trabalhe a ampliação do alcance
visual através dos aparatos tecnológicos. Ao mesmo tempo, não se consideram os
produtos da tecnologia como sendo mais importantes que o próprio olho, nem
tampouco se consideram as culturas detentoras dessa tecnologia mais importantes
que as culturas que nos antecederam, por não conhecerem esses aparatos. É
praticamente indiscutível afirmar que a Astronomia é a mais antiga das ciências.
Assim, a observação a olho nu teve e tem contribuído para que nos sintamos mais
integrados ao cosmo e nos coloquemos em harmonia com o conhecimento legado
por nossos antepassados.
Sabe-se que muito do conhecimento que temos do céu se deve a
observações feitas, ao longo dos tempos, com a vista desarmada (esta é uma
expressão típica em Astronomia para significar observação a olho nu). As diversas
culturas tinham as suas maneiras diferentes de ver o céu e associavam os
acontecimentos aí ocorridos com os acontecimentos aqui da Terra. Assim, criaram,
no céu, a morada dos deuses; associaram eventos da natureza, como eclipses e
aparecimentos de cometas, a castigos divinos e deram explicações próprias para a
criação do mundo, para eles, o universo. A olho nu identificaram estrelas e planetas,
chamados de astros errantes, em função do movimento diferente destes com
relação às estrelas. Assim, catalogaram estrelas e, através da imaginação
associaram supostos agrupamentos de estrelas, que julgavam próximas, com
fenômenos ou figuras legendárias, então criando, assim, as constelações.
10
Acredita-se que o estudo das lentes1 e espelhos, em particular, possibilitou
não apenas o aumento de nossos limites de observações visuais, como também
contribuiu para um melhor conhecimento dos processos da visão, para um
aperfeiçoamento dos instrumentos ópticos e, conseqüentemente, também para a
melhoria nos tratamentos de saúde visual. Associados ao estudo da gravitação, os
instrumentos ópticos possibilitaram avanços nos campos da pesquisa espacial,
aeronáutica, meteorologia, telecomunicações e comunicações, dentre outros ramos
da tecnologia.
Destaca-se que todo o aparato tecnológico de hoje seria inconcebível sem
os supostos erros e contradições que a humanidade teve ao longo de sua história.
Daí não se poder afirmar que nosso conhecimento seja superior ao de nossos
antepassados. Pode-se até afirmar que a construção desse conhecimento é que nos
faz admirar aqueles que nos precederam com suas contribuições.
Também se sabe que os produtos das pesquisas da Astronomia têm
aplicações em várias atividades científicas e em vários outros ramos da tecnologia.
O conhecimento do céu nas sociedades ao longo dos tempos exerce influência
direta ou indiretamente na nossa vida como um todo. Como alguns exemplos dessa
intricada relação, podemos citar: o espelho côncavo do dentista, as lentes dos
oculistas, as comunicações à distância, a fotografia, a astrofotografia, a gravitação, a
pesquisa espacial com os satélites de telecomunicações, a espectrofotometria, a
identificação dos elementos químicos a partir da luz dos astros e tantos outros.
Analisando-se o que foi citado acima, surgem as seguintes indagações:
Como a Astronomia é apresentada no Ensino Médio? Como acreditamos que deva
ser inserida? O que e como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) orientam
acerca dos conhecimentos astronômicos e a inserção do estudante no contexto do
Brasil e do mundo em constante transformação?
Ao longo de alguns anos de estudos, constata-se que pouco espaço é
dedicado nos livros de Ensino Médio à Astronomia (em poucos destes livros tal
espaço chega a ser superior a 6%). O olho humano é tratado como sendo um caso
1
Neste sentido, o trabalho de Cox e DeWeerd (2003) mostra semelhanças com o que aqui se propõe no que se refere
a como se trabalhar as lentes dentro de uma perspectiva educacional, ao sugerir atividades coerentes com o
dinamismo das aplicações no cotidiano.
11
isolado, sem a devida e merecida relevância como o mais importante instrumento de
observação visual. Os textos também seguem uma seqüência rígida e imutável. Tal
seqüência dificulta a compreensão por parte do educando no que concerne aos
fenômenos e instrumentos ópticos. Os experimentos, quando são propostos,
aparecem como um caso a parte, dissociados da realidade vivenciada por
professores.
A experiência profissional tem demonstrado que, em muitos casos, existem
docentes que desconhecem as mais simples atividades práticas que possam tornar
as aulas mais interessantes e consigam fazer com que o conhecimento seja mais
atrativo e significativo para o estudante. Deve-se salientar que o aprendizado efetivo
e significativo é aquele em que o estudante consegue incorporar o conhecimento
científico sem vê-lo de forma abstrata e fora da realidade de seu cotidiano, ao
mesmo tempo em que não vê desprezado o conhecimento intuitivo extra-escolar.
Este projeto de pesquisa procura analisar como o conhecimento de
Astronomia pode ser contextualizado com o olho humano e que interações podemos
fazer com os instrumentos ópticos para trabalhar os conteúdos da Astronomia a
partir de elementos mais simples e concretos dentro da realidade vivenciada por
estudantes, sem com isto, no entanto, omitir o caráter científico necessário que se
propõe para uma melhor compreensão do mundo.
Procurando trabalhar de forma integrada a teoria e a prática, acredita-se
que dessa forma o aprendizado poderá ser mais significativo e contextualizado com
a realidade vivencial dos estudantes. Propõem-se materiais que estejam dentro do
contexto econômico e pedagógico das escolas de nível médio de nosso estado,
sejam de fácil aquisição no mercado e cujo manuseio não ofereça perigo para o
educando. Isso não quer dizer que haja omissão na formação de atitudes
responsáveis, como o zelo pelos materiais e equipamentos da escola; apenas que
não se fazem necessários altos investimentos materiais para desenvolver um ensino
de qualidade, visando atingir os objetivos educacionais que se almeja alcançar.
Aspectos históricos, sociais, culturais e filosóficos são particularmente
enfatizados. Os recursos e práticas sugeridos visam contribuir para a efetiva
12
realização de um ensino interdisciplinar e contextualizado que se defende nesse
trabalho, em concordância com o que rezam os PCN.
Trabalhou-se, segundo essa ótica, em um treinamento de professores no,
da Escola Estadual Professor Francisco Ivo Cavalcanti (FIC), de Natal (RN), no ano
de 2003. Em tal treinamento, foram enfatizadas a evolução do conhecimento, a
história da ciência, a localização espaço-temporal dos acontecimentos astronômicos
e suas influências para a sociedade ao longo dos tempos.
Pretende-se, com o presente trabalho, despertar professores e estudantes
para leituras de aspectos históricos, sociais, culturais e filosóficos associados aos
temas estudados; contribuir para a efetiva realização de um ensino interdisciplinar e
contextualizado no dia-a-dia escolar; e indicar material didático-pedagógico para ser
disponibilizado para uso geral de profissionais interessados.
13
2 AS CIÊNCIAS E OS PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS (PCN)
Os PCN enfatizam a necessidade de se inserir uma integração entre
o macro e o microcosmo; suas relações com o conhecimento abstrato e com o
concreto, no sentido de dar mais significado à interação do ser humano com a
sociedade em que vive e com o universo. Tudo isso é um desafio que os
docentes e toda a comunidade escolar devem buscar vencer, pois nenhum texto
didático conseguirá dar as respostas a tudo o que se propõe. Também o docente
deverá entender que não tem e nunca terá respostas para todas as indagações
dos estudantes, o que não o torna menos importante em sua função social na
educação.
Assim os PCN se contrapõem a uma falsa realidade, vivenciada ao
longo de nossa história, de que o professor é a fonte da sabedoria e da verdade
absoluta. Nosso estudante busca modelos sólidos e inquestionáveis de verdade
e temos consciência de que isso é impossível de se obter; quer seja na ciência
quer seja na sala de aula, quer seja durante toda a sua vida.
Acredita-se que tudo isso está condizente com as liberdades
democráticas que se deseja alcançar. Que as autoridades façam por merecer o
respeito sem a necessidade de uma obediência cega às mesmas e, também,
que não sejam irrefutáveis as suas decisões. Almeja-se que isto esteja presente
nas relações entre estudantes e educadores sem que se façam ausentes o
respeito mútuo que deve caracterizar o processo de formação do ser humano.
Entende-se que não apenas a Física, mas toda a Ciência é uma
construção humana e é essa construção que busca dar condições necessárias,
embora não suficientes, para a promoção de uma consciência, envolvendo
responsabilidades sociais e éticas. Assim, não se pode considerar o
conhecimento científico como sendo formado por dogmas inquestionáveis, ao
mesmo tempo em que se sabe que eles são necessários e fundamentais à
preservação de nossa espécie, sendo passíveis de revisões e discussões
inerentes à prática científica, educativa e democrática.
14
Entende-se também que a fragmentação do ensino, ou a forma isolada
de se trabalhar cada disciplina, não permite que se visualize o estudante como
um todo, e dessa forma a aprendizagem não é efetivamente empreendida. Esse
trabalho é facilitado quando a educação é apresentada com uma exploração de
aspectos multidisciplinares. Nesse aspecto, a Astronomia é de fundamental
importância, como a mais antiga das ciências, por ter conteúdos integradores e
servir de elo de ligação entre praticamente todo o conhecimento científico ao
longo da história da humanidade.
Com este ponto de vista procura-se trabalhar a ciência como construção
histórica e dinâmica, característica da atividade social humana, emergindo da
cultura e buscando sua aplicabilidade no cotidiano de nosso estudante e não um
ensino dissociado de sua vida social e familiar. Isso é importante dentro do
mundo de competitividade em que vivemos. Quando se propõem atividades
integradas com outras disciplinas, procura-se vivenciar o todo que constitui
nosso estudante. Pois se sabe que a Física, ou qualquer outra ciência, tem muito
a perder quando é estudada como uma disciplina isolada. Também não se pode
visualizar o cientista como um ser superior aos mortais comuns. Ele é parte
importante, e não única, no processo de manutenção da estrutura de nossa
sociedade.
A idéia de um ensino centrado no aluno como citado nos PCN, pressupõe
um rompimento com a educação bancária, muita bem definida por Paulo Freire, em
que a mente do estudante é vista como um banco, onde o professor deposita os
seus conhecimentos. A presente proposta está em concordância com aquela idéia
explicitada nos PCN, sem acreditar, contudo, que, assim sendo, ocorra uma
descaracterização do trabalho educativo do professor e da escola. Julga-se, assim,
que possa haver um diálogo mais efetivo na construção conjunta do conhecimento,
onde o centrado no aluno não signifique negligência ao ambiente escolar e à
figura e importância do professor enquanto participante ativo no processo de
ensino-aprendizagem.
Compreende-se que o ensino será mais significativo quando se atingir
integração de fato entre os assuntos relacionados com a Geologia e a Astronomia,
15
sendo estudados por profissionais da Biologia, da Química, da Matemática, da
Literatura, num contexto interdisciplinar que preside o ensino de cada disciplina e do
seu conjunto. Sabe-se também que não basta inserir-se isso nos PCN, afirmando
que isso será feito e assim serão solucionados os problemas que o ensino isolado
proporciona. As orientações dadas pelos PCN são boas na medida em que fazem
os docentes refletirem sobre suas práticas profissionais, aprofundando o debate
entre as instituições e a sociedade. Nesse sentido o PPGECNM da UFRN é digno
de nosso louvor por nos oferecer condições de debater sobre esses temas criando
um ambiente favorável à reflexão profissional.
Concorda-se que, quando se leciona visando à memorização de fatos e
fórmulas matemáticas, o aprendizado não ocorre, e quando ocorre perde o
significado, sendo gradualmente esquecido, por não se visualizar e compreender
sua aplicabilidade. Diariamente ocorre um bombardeio de informações científicas,
apresentadas pelos meios de comunicação e entende-se que a pura memorização
de fórmulas dissociadas de suas aplicações não propicia um entendimento dos
fatos veiculados. Isso tudo contribui para que nosso ouvinte ignore, ou não possa
compreender, o significado das informações, sentindo-se incapacitado para
entender essas notícias e sendo levado ao conformismo de achar que isso não tem
nada a ver com sua vida.
16
3
A ASTRONOMA E OS TEXTOS DIDÁTICOS DE ENSINO MÉDIO
É comum a muitas pessoas, quando ouvem falar de Astronomia, estrelas,
planetas, constelações, cometas, eclipses e chuvas de meteoros, suspirarem e
pensarem: puxa, pena que não sei nada sobre isso, nem mesmo sou capaz de
acompanhar nada disto ; ou a Astronomia é algo completamente inacessível para
mim . Essa idéia errônea está inserida na forma como a Astronomia é tratada nos
textos didáticos e nos meios de comunicação. Pretende-se, com este trabalho,
desmistificar tudo isso, aproveitando ainda que há uma concordância entre esta nossa
postura e o que defendem os PCN relativamente a este assunto.
Nos textos didáticos de Ensino Médio, normalmente, quando se fala sobre
Astronomia é no capítulo destinado à gravitação. Uma boa parte dos autores destaca
muito pouco esse assunto, restringindo poucas páginas nas quais se enfatiza as três
Leis de Kepler, a Lei de Newton da gravitação universal, juntamente com alguns
exercícios de aplicação direta das equações. Outros autores, como Beatriz
Alvarenga/Antônio Máximo e Alberto Gaspar, enfatizam fatos históricos relevantes,
como os modelos geocêntrico e heliocêntrico, respectivamente de Cláudio Ptolomeu
e Nicolau Copérnico, apresentando as diferenças entre estes e trazendo até citações
relevantes sobre Galileu, Tycho Brahe e Newton.
Mesmo sendo pouco o que se apresenta sobre Astronomia, esse pouco
ainda incorre em erros como a apresentação das órbitas dos planetas como sendo
elipses bastante achatadas, quando se sabe que, na maioria dos casos a trajetória
dos planetas em torno do Sol é praticamente circular, isto é, uma elipse de pequena
excentricidade.
Quando se apresenta algo como uma
fotografia de um eclipse , é
representada uma figura sem maiores explicações, que apenas mostra a Lua, a Terra
e o Sol, citando as regiões de sombra e penumbra. Nada é explicado com relação às
distâncias e as escalas dos astros envolvidos.
As leis de Kepler são tratadas como um pacote informativo , ministradas
em doses excessivas de exercícios e apresentadas com uma visão simplista da
17
história, na qual nada se discute sobre os árduos anos de seus estudos no trabalho
de elaboração das referidas leis.
O GREF, embora seja uma exceção à regra, por fugir à seqüência
tradicional dos textos, também dá pouca ênfase aos aspectos históricos e conceituais
da Astronomia, enfatizando em demasia, na parte de óptica, a máquina fotográfica, e
muito pouco os instrumentos astronômicos.
No que se refere à óptica e aos instrumentos ópticos de observação, ocorre
praticamente uma seqüência rígida e imutável em todos os autores. Tal seqüência é:
propagação da luz (que em alguns casos se mostra uma figura de um eclipse sem
maiores explicações); reflexão da luz (com destaque para o espelho plano); espelhos
esféricos; refração da luz e lentes esféricas. Uma rara exceção disto ocorre no GREF,
onde se exploram mais os fundamentos que propiciam a visão das coisas.
Os instrumentos ópticos são tratados posteriormente como um caso a parte
no estudo da reflexão e refração. Nesses momentos são apresentados o olho, o
microscópio, os binóculos, a luneta e o telescópio, que são pouco explorados nos
exercícios.
A despeito de todo o desenvolvimento científico-tecnológico que se associa
aos instrumentos de observação astronômica, os autores pouco associam ou
exploram isso nos exercícios ou textos didáticos. São também raros os enfoques
históricos associados ao aperfeiçoamento dos instrumentos de observação e aos
personagens que contribuíram para tal aperfeiçoamento.
Poucos textos comentam ou associam o desenvolvimento tecnológico com
as pesquisas científicas recentes no campo da ciência, particularmente com a
Astronomia, embora alguns até mostrem ilustrações relativas a isso.
A Cosmologia, o impacto filosófico e teórico que seus fundamentos
representam para o conhecimento de nossa história cósmica e evolução, parecem ter
pouca importância para os autores de textos para o Ensino Médio. É como se temas
dessa natureza só pudessem ser tratados por seres humanos de mentes superiores e
isolados do convívio social dos mortais comuns.
Em suma, sabe-se que a Astronomia tem aplicações em todos os ramos do
conhecimento e não somente em gravitação. O estudo do olho é o início e o fim de
18
qualquer observação visual e todo um leque de conhecimentos tem como ponto de
partida o olho humano, daí se faz necessário um melhor conhecimento deste para,
conhecendo-o melhor, fazer uso do mesmo de forma mais eficiente e racional.
As tabelas 3.1 e 3.2 representam uma análise relativa aos textos didáticos e
o ensino de Astronomia, na qual se constata que a Astronomia e os instrumentos
ópticos exercem pouca influência na maioria dos autores de livros didáticos de Física.
Foram analisados, ao todo, 26 livros, abrangendo um total de 14 autores (que
publicam individualmente ou em co-autoria; destes livros, 08 são apresentados como
volume único e os outros 18, seriados, são apresentados em três volumes,
correspondentes ao primeiro, segundo e terceiro anos do nível médio).
Esses livros destacam-se, com exceção do GREF, por estarem entre os
mais adotados pelas escolas privadas de Natal e/ou por serem considerados os
melhores da área (pela maioria dos professores de Física desse nível de ensino). O
GREF foi incluído por ser considerada uma proposta educacional mais condizente
com o que rezam os PCN e por ser mais coerente com o que se pretende desenvolver
na prática educativa neste trabalho. Ainda relativamente ao GREF trabalhamos dentro
desse ponto de vista no projeto Pró-ciências, o qual foi realizado em conjunto pelas
entidades CEFET-RN, UFRN e UERN, durante os anos de 1997 e 1999, e ter sido
considerado um trabalho bastante positivo. Entretanto, o próprio GREF explora muito
pouco a Astronomia durante todo o conteúdo.
Conforme se pode perceber dos dados das tabelas, o tópico Astronomia,
cuja história precede e se confunde com a da própria Física e em inúmeros exemplos
determina o desenvolvimento desta última, aparece no máximo com 8,43% do número
total de páginas de conteúdos (em Alvarenga e Máximo) e 7,68% do número total de
exercícios (em Paraná). Na média esse percentual não difere entre os livros. Esses
percentuais, que em si já seriam bem pequenos pelas relações não só históricas, mas
conceituais existentes entre Astronomia e Física, ainda têm o agravante de
concentrarem-se basicamente em torno do tema gravitação e, mesmo assim, de
maneira superficial e atentando apenas para resultados quantitativos mais notáveis,
bem ao gosto dos exercícios tradicionais que os exploram depois nas aplicações .
19
Tabela 3.1 Análise dos textos didáticos, volume único, referentes a Astronomia
NO
01
Autor(es)
Alvarenga e
Máximo
02
Editora
Total de
Páginas sobre
Exercícios
Exercícios de
paginas
astronomia
Scipione
670
37 = 5,52%
1052
45 = 4,28%
Scipione
415
35 = 8,43%
940
36 = 3,82%
astronomia
i
Alvarenga e
Máximoi
03
Paranáii
Ática
398
22 = 5,53%
924
71 = 7,68%
04
Bonjorno
FTD
550
16 = 2,91%
1315
19 = 1,44%
05
Gaspar
Ática
480
27 = 5,62%
1020
22 = 2,16
09*
Carson e
Moderna
264
16 = 6,06%
689
17 = 2,47%
Guimarãesiii
07
Chiquetto
Scipione
432
06 =1,39%
1265
13 = 1,03%
08
Penteado e
Moderna
630
17 = 2,70%
1228
27 = 2,22%
Scolfaro
(i) De olho no mundo do trabalho
(ii) Série Novo Ensino Médio
(iii) Contém um capítulo exclusivo sobre Astronomia
Tabela 3.2 Análise dos textos didáticos, coleção de três volumes, referentes a Astronomia
NO
Autor(es)
Editora
01
02
Alvarenga e
Máximo
Paraná
03
Páginas sobre
astronomia
80 = 6,17%
Exercícios
Scipione
Total de
paginas
1297
2659
Exercícios de
astronomia
135 = 5,08%
Ática
1341
50 = 3,73%
1080
47 = 3,35%
Bonjorno
FTD
1221
28 = 2,29%
2502
35 =1,40%
04
Gaspar
Ática
1254
62 = 4,94%
2671
63 = 2,36%
05
GREF
Edusp
1136
20 = 1,76%
322
07 =2,17%
06
Ramalho
Moderna
1382
53 = 3,84%
2685
86 = 3,20%
20
4 A ASTRONOMIA E A INTERDISCIPLINARIDADE
Na disciplina História e Ensino de Ciências Naturais e Matemática, do
PPGECNM/UFRN, realizou-se um trabalho de pesquisa em que foram feitos quatro
questionamentos, são eles: 1) Para você, o que é o universo? 2) O universo teve um
início? ( ) sim. Como? ( ) Não. Por quê? 3) Para você de que é feito o universo? 4)
O universo vai acabar um dia? Esta pesquisa foi realizada por vários grupos
distribuídos dentro de escolas públicas e privadas de nossa cidade, onde os
estudantes foram escolhidos aleatoriamente em grupos de 5 meninos e 5 meninas.
O nosso grupo trabalhou com estudantes do Centro Educacional Maristella, uma
escola privada. Ao final das apresentações dos resultados constatamos não haver
muita diferença nas respostas dos diversos grupos estudados.
A idéia de conhecer a concepção prévia dos estudantes é de fundamental
importância para o início de qualquer atividade educacional. Esse trabalho pode ser
feito em forma de questionários (como no exemplo recém mencionado), diálogo
aberto ou qualquer outra forma da qual seja possível obter informações dos
estudantes. Como se sabe, o conhecimento prévio orienta o professor em sua
estratégia de trabalho. Estes conhecimentos podem contribuir ou não para o
processo ensino-aprendizagem e cabe ao professor a tarefa de melhor orientar o
estudante no desenvolvimento de seus trabalhos educativos, além de inserir o
conhecimento científico sem desqualificar o que o aluno conhece anteriormente,
tanto no meio familiar como no meio social em que vive.
No exemplo acima, constatou-se que as respostas dos estudantes estavam
relacionadas à religiosidade ou ao big bang. Acredita-se que a principal razão disso
reside no fato de que no ambiente familiar ou escolar existe uma total
desinformação em relação às antigas civilizações e também quanto às informações
sobre tecnologia. Também quando se estuda história, pouco ou nada se fala sobre
os fatos científicos que determinaram a evolução das idéias dentro das civilizações.
É como se a ciência fosse um caso a parte da história da humanidade. A cultura
oriental tampouco é considerada.
21
Como se sabe, a exploração européia praticamente dizimou as culturas
africanas e indígenas em nome da civilização . Acredita-se que caso não tivesse
ocorrido o quase extermínio e a exploração dessas várias culturas e civilizações que
nos antecederam, nossa história seria mais rica no que diz respeito à ciência de
nossos antepassados, possibilitando que seus conhecimentos, com seus mitos,
crenças e histórias, pudessem chegar até nós.
Tudo isso propicia um entendimento de que a forma como vêm sendo
lecionados os conhecimentos científicos é falha, por não resgatar valores sociais e
históricos que estão presentes na história da ciência, na cultura de nosso povo e
ausentes em nosso ensino.
Os meios de comunicação divulgam fatos sensacionalistas relacionados a
todo um aparato tecnológico para vasculhar os céus, ao mesmo tempo em que se
sabe, quanto é motivadora uma aula noturna, usando apenas nossos olhos,
binóculos e um telescópio simples operado manualmente.
As indagações relativas à Lua, seus mistérios e seus movimentos; a
observação dos anéis de Saturno; a confirmação, através da observação, de que
existem satélites em Júpiter; a visualização das fases em Vênus, por exemplo,
condiciona uma viagem ao tempo de Galileu e permite uma reflexão sobre sua
época e seus dilemas no enfrentamento das concepções dominantes de sua
época. Tudo isso é fascinante e atrai nossos estudantes de uma maneira lúdica e
coerente com nossas raízes, ao mesmo tempo em que mostra a inter-relação da
Astronomia com outras áreas do conhecimento como História, Geografia, Física,
Química, Matemática, Filosofia, Artes e estrutura social de um povo.
O céu também tem sido fonte de inspiração para muitas canções e isso é
condizente com a crença de que esta forma artística e poética de expressão
humana também pode ser explorada didaticamente. Isso pode ser feito ouvindo
músicas, discutindo suas letras e explorando questionamentos relativos ao conteúdo
de Astronomia relativo a tal letra.
Daí constata-se que o ensino fragmentado, ou uma forma isolada de
ensinar as disciplinas acarreta dificuldades no aprendizado, que é facilitado quando
22
o trabalho educativo é elaborado na exploração de aspectos multidisciplinares que a
Astronomia proporciona.
De acordo com JAFELICE (2002, p.1):
Contrariamente ao que ocorre com a maioria dos assuntos científicos, o
interesse das pessoas por questões astronômicas se deve a motivações que
estão além de sua curiosidade intelectual ou necessidade de formação
científica .
E ele prossegue destacando:
Argumentamos que o principal objetivo dos cursos introdutórios de Astronomia
não deveria ser apenas o de prover educação científica (conforme normalmente
pressuposto), e sim propiciar aos alunos oportunidades de vivências psicocognitivas únicas e favorecer uma melhor ligação entre as culturas humanística
e científica .
Encontramos
semelhança
entre
o
contexto
interdisciplinar
que
procuramos trabalhar em BARRETO (2004, p.1), quando afirma:
É maravilhoso apreciar o céu, especialmente numa noite de clima agradável, de
nuvens escassas, quando podemos dar asas à imaginação. A astronomia, muito
da qual todos devem aprender desde o ensino fundamental, nos ensina a
distinguir planetas das estrelas, estas possuem luz própria e se acham muito
distantes, aqueles mais próximos, apenas refletem a luz, como a Lua, a luz que
recebem do Sol .
O fascínio da astronomia também se destaca pela forma como são
apresentadas e divulgadas as informações relativas aos eventos astronômicos.
Assim, relativamente ao trânsito de Vênus, DANTAS (2004, p. 1) afirma que:
No dia 8 de junho de 2004 um evento de maior importância científica ocorrerá
quando o planeta Vênus passar à frente do Sol em relação à Terra. Este evento
é chamado de trânsito de Vênus e o último ocorreu em 1882 .
23
5 O OLHO E O CÉU
A presente proposta reforça a necessidade de se trabalhar a Astronomia
mostrando que somos indissociáveis do cosmo. Através do sentido da visão nos
relacionamos com aquilo que nosso olhar alcança, quer seja a olho nu ou com
equipamentos que ampliem nosso alcance visual.
5.1 A observação do céu a olho nu
Como proposto em nossas atividades desenvolvidas no FIC, a observação
do Sol deve ser feita sempre de forma indireta, através de filtros apropriados ou de
projeções da imagem do Sol em algum anteparo (parede, papel, tela). Para chamar
a atenção da interdisciplinaridade com a área de saúde, salientamos que o olhar
diretamente para o Sol pode nos privar do pleno sentido da visão. Os danos ao olho
podem ser irreversíveis, com seríssimas conseqüências para a pessoa. Portanto sua
proteção é uma questão de saúde e é imprescindível. Através do uso de filtros
apropriados ou projeções é possível a observação de vários aspectos do sol
divulgados na imprensa, tais como as manchas solares, eclipses, trânsitos, etc.
Embora a observação a olho nu tenha suas limitações óbvias, esta
proporciona uma visão de conjunto única e é altamente recomendada para início do
estudo da Astronomia e para o trabalho didático-pedagógico. Aconselha-se que
sejam realizadas observações do céu como ponto de partida de todo um trabalho
em que se vise uma melhor compreensão dos fenômenos relativos aos fundamentos
sócio-culturais que caracterizam nossa visão de mundo. Então, sugere-se que se
busque fazer uma reintegração do homem com o cosmo através de atividades de
observação como prática educativa para todos os níveis de ensino. De fato,
acredita-se que só se aprende a reconhecer as principais constelações e as estrelas
mais brilhantes, adquirindo a prática necessária à observação astronômica. O
reconhecimento das constelações está associado com a forma como se observa o
mundo dentro de cada época, sendo, portanto, mais de caráter histórico e cultural. O
uso dos instrumentos ópticos virá como um complemento do estudo.
24
A observação a olho nu, também chamada observação à vista desarmada,
foi a única observação astronômica possível ao longo de milhares de anos. Só a
partir do início do século XVII, com Galileu, a humanidade deu início a utilização de
instrumentos ópticos para ampliar as capacidades de nossa visão.
Pensando num aprendizado mais eficiente, com relação aos conhecimentos
dos instrumentos astronômicos, julgamos que se deva começar com o estudo do
olho. Dando seqüência a esse estudo, sugerimos o estudo das lentes fazendo-se
uma associação com a refração da luz, posteriormente o estudo dos espelhos e
finalmente com as associações entre lentes e espelhos que constituem os principais
instrumentos da Astronomia.
Julgamos que a observação do nascer ou do pôr-do-sol não são coisas que
estão unicamente ligadas ao imaginário poético ou artístico. Acreditamos que esses
eventos, que se fazem presentes no cotidiano das pessoas, devam ser explorados
em seus aspectos históricos, filosóficos, artísticos e educativos. Isso pode propiciar
uma série de indagações sobre o Sol, sobre como se modifica a sombra ao longo de
um dia, sobre as posições do nascer e do pôr-do-sol etc. Podemos ainda explorar os
pontos cardeais a as estações do ano através do movimento aparente do Sol ao
longo de um dia e ao longo de um ano.
5.2. Uma noite sem luar longe dos centros urbanos
Ao se contemplar o céu totalmente estrelado, experimenta-se uma atividade
de puro prazer e beleza poética, que proporciona ricos momentos de reflexão sobre
beleza e a condição humana como parte de tudo o que existe. Daí percebe-se que o
fascínio do céu é muito amplo e não se limita à observação da Lua.
Quantas indagações surgem e quanto ainda há para se admirar e conhecer
sobre o céu estrelado? Quantas situações didáticas ainda podem ser exploradas?
Por exemplo, podemos apresentar uma série de questionamentos relacionados ao
céu, tais como:
25
- Observando o céu estrelado e se questionando: como os povos antigos
diferenciavam estrelas de planetas?
- Todas as estrelas e todos os planetas são visíveis durante toda a noite?
- Em todas as partes da Terra o céu apresenta-se exatamente igual para os
diversos observadores? Isto é, são vistas as mesmas estrelas e nas mesmas
posições do céu?
- É possível ver mais objetos no céu com a Lua cheia ou sem ela? Por quê?
A figura 1 ilustra o trabalho de uma noite de observações que encaminhamos
com os professores do FIC, na praia de Pirangy, quando do encerramento do
treinamento no ano de 2003.
Fig. 1 Observação do céu a olho nu.
Para se chegar a responder questionamentos como aqueles acima, faz-se
necessário que se vivencie ambos os momentos, o da observação e o da discussão.
Constata-se que quando o professor procura dar as respostas, ou apenas quando
se lê algo sobre o assunto, o aprendizado não tem sido eficiente nem motivador. A
experiência no trabalho educativo faz levantar, após uma discussão das respostas
àquelas questões, novos questionamentos, tais como:
- O que são constelações e como os povos antigos faziam para identificá-las?
- Você consegue identificar alguma constelação no céu?
- Caso as constelações fossem identificadas hoje, os nomes seriam os mesmos
dos povos antigos? Por quê?
26
- Usando instrumentos ópticos fica mais fácil ou mais difícil a identificação das
constelações?
- Como os marinheiros da antiguidade se orientavam pelas estrelas?
- Seriam as estrelas as placas de sinalização do universo?
- Que curiosidades da Astronomia estão associadas com nossa história, nossa
cultura e nossa posição geográfica?
5.3 Uma noite de lua cheia
Como já destacado, a observação do céu a olho nu é algo muito fascinante.
Tanto assim que temas associados ao céu estão presentes nas artes, na literatura e
na música, e, surge naturalmente o questionamento: Por que também não se
fazerem presentes nas atividades didáticas?
Vive-se mergulhado no mundo da artificialidade e deixa-se de apreciar e
estudar o encanto proporcionado pela noite.
Numa noite de Lua cheia, é possível fazer uma integração entre tantas
fantasias e mistérios do imaginário popular com as atividades pedagógicas. É
também possível e aconselhável a discussão coletiva dos seguintes temas:
- Por que a Lua não se mostra sempre cheia?
- É possível ver a Lua durante o dia? E durante todas as noites?
- O que representam aquelas figuras que observamos na Lua?
- Qual a influência da Lua sobre nossa vida na Terra?
- Qual a forma da trajetória da Lua em torno da Terra?
- Qual a influência da Lua no calendário?
- Como os antigos habitantes da América viam o Sol e a Lua?
Todos estes questionamentos não tiram o encanto e a paz que uma noite
de luar nos proporciona e sugerimos que estes aspectos sejam explorados nas
aulas de Geografia, Artes, História, Física, Matemática e Literatura, num trabalho
interdisciplinar e contextualizado com a realidade vivenciada no campo. Sugerimos
também que seja discutida a diferença entre olhar a Lua numa fazenda, longe da
27
iluminação artificial, e olhar a Lua nos centros urbanos. Particularmente a Física
deve explorar a luminosidade da Lua e a dificuldade de observação de outros astros
em decorrência da claridade devido ao luar, acrescentando mais algumas questões,
tais como:
- Com a Lua cheia fica mais fácil ou mais difícil de observar outros corpos
celestes como estrelas, planetas, cometas meteoros, nebulosas, etc?
- Quanto demora uma fase da Lua?
- Durante quanto tempo uma fase volta a se repetir?
- Quando a Lua apresenta-se cheia em nossa região também é igualmente cheia
em todos os pontos da Terra?
- Qual a relação entre a Lua e as marés?
A discussão das respostas a questões desse tipo torna o trabalho educativo
mais significativo, atraente e contextualizado, uma vez que envolve uma maior
participação do estudante, ao mesmo tempo em que ele precisa entender que
nenhum professor tem respostas para todas as questões. Todos fazemos parte de
uma busca por elas sem deixar de contribuir para a construção do conhecimento.
5.4 A observação do céu com equipamentos
Antes de qualquer observação faz-se necessário que se reflita sobre várias
questões relativas a este assunto, tais como:
- Qual o instrumento adequado para visualizar o quê?
- O que observar?
- Como observar?
- Em quais datas do ano é possível observar um determinado fenômeno?
- Quando tal fenômeno se repete?
- Quais os eventos que podemos observar?
- Existem acontecimentos na Astronomia que não podem ser observados?
- Onde obter esse tipo de informações?
28
Não se tem a pretensão de dar respostas a todos os questionamentos
acima citados. Não obstante, desejamos destacar algumas coisas relativas à
observação que consideramos importantes, destacando o olho como o mais
importante instrumento de observação na Astronomia. Falando dessa forma, podese afirmar que nenhuma observação na Astronomia é feita sem equipamentos e que
o principal equipamento de que dispomos é o olho.
Para que aconteça a formação das imagens, quatro fenômenos
relacionados com a luz são essenciais: geração, propagação, refração, e reflexão.
A geração da luz envolve processos de transformações de energia através
de reações químicas ou outros processos. No caso das estrelas ocorrem reações
nucleares de fusão, somente explicadas quando dos trabalhos de Einstein da Física
Moderna, em que massa de repouso se transforma em energia. Em tais reações a
soma das massas dos núcleos reagentes é maior que a massa do núcleo-produto
(diferentemente das reações químicas, que envolvem átomos e essencialmente
rearranjos de ligações ou de energia potencial elétrica) e é essa diferença de massa
que é convertida em energia.
No caso da refração faz-se necessário que a luz proveniente de um meio
penetre em um outro meio e passe a se propagar neste. Especificamente com as
lentes, para que ocorra a formação da imagem, se faz necessário que vários raios
provenientes de um dado ponto de um objeto se encontrem no lado oposto da lente
também em um mesmo ponto (no caso das convergentes) ou que o prolongamento
dos respectivos raios se encontrem em um mesmo ponto (nas lentes divergentes).
Propositalmente, em nossas práticas, não definimos o que é lente convergente ou
divergente a priori. Todavia afirmamos que somente as lentes convergentes
permitem projeção das imagens num anteparo. A imagem que pode ser projetada é
chamada de real, sendo virtual aquela que não se consegue projetar. A obtenção da
imagem virtual é feita pelo prolongamento dos raios dispersados.
Nosso trabalho parte do pressuposto de que o conhecimento teórico não
pode estar dissociado de suas aplicações em atividades práticas. Para tanto,
orientamos os estudantes para a realização das medidas das posições do objeto e
da imagem em relação às lentes. O ponto fundamental é a determinação do foco da
29
lente e a comparação com o foco do olho, que é o ponto onde se devem localizar as
imagens dos objetos que vemos. O destaque desta prática, em particular, é fazer
com que raios paralelos atinjam frontalmente uma lente convergente para
determinar o seu foco.
5.5 O olho: o mais importante instrumento de observação da Astronomia
O que é o olho humano? Um sistema muito complexo. No que diz respeito a
nossas necessidades mais pragmáticas nesta abordagem, reduzimos tal análise a
aspectos óptico-mecânicos do olho, sem querer com isto, porém, criar uma falsa
imagem de que ele se resume apenas a tais aspectos.
Na figura 2 está representado um olho humano com alguns de seus
elementos constituintes definidos pela Biologia, que trata do estudo das estruturas
vivas.
Fig.2 Representação de um olho humano.
Imagem obtida de www.on/revista_ed.../olhos.html
Assim, feitas tais ressalvas, o olho humano, considerado estritamente em
seu aspecto óptico-mecânico mais elementar, pode ser visto como uma esfera que
mede aproximadamente 2,5 cm de diâmetro, com células especializadas na retina
que nos permitem distinguir cores e formas (após o devido processamento pelo
cérebro dos sinais recebidos através do nervo óptico). Ele foi adaptado para
funcionar com relativa eficiência na presença de luz forte ou fraca, de perto ou de
longe. No nosso atual cotidiano, ele ajuda a ler livros, assim como, desde sempre,
30
nos permitiu observar situações e identificar pessoas. Enfim, o olho é um elo de
ligação muito importante com o mundo à nossa volta e, nas suas características
óptico-mecânicas básicas, funciona graças a um complexo balé entre músculos e
nervos.
Nas artes e na ciência o olho tem sua importância histórica, como
podemos apreciar nas palavras de Leonardo da Vinci (1452-1519):
...Ora, não percebeis que com os olhos alcançais toda a beleza do mundo? O
olho é o senhor da Astronomia e o autor da cosmografia; ele desvenda e corrige
toda a arte da humanidade; conduz os homens às partes mais distantes do
mundo; é o príncipe da matemática, e as ciências que o têm por fundamento são
perfeitamente corretas.
O olho mede a distância e o tamanho das estrelas; encontra os lamentos e suas
localizações; ele... deu origem à arquitetura, à perspectiva, e à divina arte da
pintura.
...Que povos, que línguas poderão descrever completamente sua função! O olho
é a janela do corpo humano pela qual ele abre os caminhos e se deleita com a
beleza do mundo.2
Inspirado no funcionamento do olho, o homem criou a máquina fotográfica.
Ou seja, em nossos olhos, a córnea funciona como a lente da câmera, permitindo a
entrada de luz no olho e a formação da imagem na retina. Localizada na parte
interna do olho, a retina seria o filme fotográfico, onde a imagem se reproduz. A
pupila funciona como o diafragma da máquina, controlando a quantidade de luz que
entra no olho. Assim, em ambientes com muita luz, a pupila se fecha e, em locais
escuros, ela se dilata, com o intuito de captar uma quantidade de luz suficiente para
formar a imagem.
Faz-se necessário, então, conhecer como a luz chega aos olhos e os
processos físicos que propiciam a formação das imagens dos objetos. Isto tudo é
abordado da maneira o mais contextualizada possível em aulas. Vide Apêndice B,
onde expomos sobre esta parte com mais detalhes.
2
As palavras de Leonardo da Vinci podem levar a crer que tanto o olho como as ciências que o têm por fundamento
são perfeitamente corretas. Isto não é verdade, por isto chamamos a atenção para tal eventual interpretação
equivocada. Contudo, tal fato não desmerece a referida afirmação de da Vinci. No contexto em que ele trabalhava e
ela lhe foi inspirada não se tinha um estudo mais detalhado das ilusões de óptica e os limites de nossos órgãos
sensoriais não eram discutidos em sua arte.
31
5.6 O trabalho observacional
É
comum,
em
atividades,
da
Associação
Norte-Riograndense
de
Astronomia (ANRA), a qual temos presidido desde sua reinauguração em abril de
1994, quando trabalhamos com crianças de nosso estado, que ao perguntarmos
qual o mais importante instrumento de observação do céu obter-se como resposta
que é o telescópio. Sabe-se de toda a influência que os meios de comunicação têm
sobre nossos estudantes e do destaque que se dá às descobertas feitas pelos
grandes telescópios e laboratórios científicos. Todavia, da forma como as notícias
são divulgadas não deixam claro o processo histórico das descobertas e fazem
parecer que estas são coisas de pessoas com mentalidade superior, isoladas do
convívio comum das pessoas. Assim, não são levadas em consideração as antigas
descobertas a olho nu, ligado às culturas, e que ajudaram a estruturar mitologias e
conhecimentos astronômicos. Tampouco se enfatiza a importância do olho nas
observações.
De antemão, é preciso deixar claro que a atividade principal que
consideramos importante promover é olhar para o céu e identificar alguns objetos,
começando com a observação do Sol. Tais atividades são feitas, normalmente à
tarde, antes do pôr-do-sol, fazendo-se a seguir, observações da Lua, de planetas e
estrelas. Constata-se que atividades desse tipo são bastante motivadoras, pelo
envolvimento de todos e pela grande curiosidade que estudantes têm com relação
aos temas trabalhados, e proporcionam um aprendizado mais eficiente e integrador
da Astronomia, com a vivência de nosso estudante e com a integração natural de
outras áreas do saber humano.
É importante destacar que as atividades promovidas através da ANRA
caracterizam típicas situações de ensino não-formal. Assim, antes de qualquer
atividade, nos apresentamos, de modo informal, o que deixa as crianças mais à
vontade para trabalharem sem o rigor da escola. Em seguida mostramos alguns
instrumentos de trabalho e afirmamos que a principal fonte de inspiração é o próprio
céu.
32
Fazemos, então, o questionamento: Qual o mais importante instrumento
para se observar o céu? . Como já dissemos, não nos causa surpresa quando a
grande maioria responde que o mais importante instrumento para observar o céu é o
telescópio. Isto confirma, em particular, uma realidade divulgada pelos meios de
comunicação, em especial a televisão, a qual dá ênfase às imagens espetaculares
tiradas pelos grandes telescópios, particularmente pelo telescópio espacial Hubble.
Afinal, o Hubble é da NASA, agência espacial dos Estados Unidos, e a imprensa faz
ver que lá está o cerne da ciência e da tecnologia do mundo. Neste sentido,
relativamente pouca coisa é divulgada com relação ao desenvolvimento científico
europeu, oriental e muito menos nacional.
Depois de sentir toda a excitação e a motivação que a atividade propicia
nos estudantes, o professor solicita que todos fechem os olhos, desenha algo no
quadro ou faz algum gesto, e pede que digam o que está sendo desenhado no
quadro ou que imitem o gesto feito. Então todos devem abrir os olhos e o professor
faz os comentários sobre as respostas. De antemão o professor deve deixar claro
que a atividade não tem valor numérico como avaliação e deve servir como um
suporte para se prosseguir com as atividades de aprendizado. Uma nova situação
pedagógica é, então, proposta. Alguns estudantes devem olhar de olhos fechados
pelo telescópio e afirmar o que conseguiram ver. Para ninguém causa surpresa
quando todos conseguiram identificar o que foi feito no quadro, após abrirem os
olhos, e, por outro lado, que nada viram com os olhos fechados diante da lente do
telescópio.
Deve-se, a partir dessas provocações, retornar o questionamento sobre
qual o mais importante instrumento de observação visual. Não se estranha, então,
quando boa parte das respostas afirma que o olho é realmente o mais importante
instrumento de observação. Esse argumento é reforçado, afirmando-se que lentes,
binóculos, lunetas ou telescópios, quaisquer que sejam, não podem ser, em
nenhuma hipótese, mais importantes que o olho.
O trabalho prossegue com a observação do Sol. Inicialmente chamamos a
atenção para os cuidados que se deve ter, de jamais olhar o Sol diretamente e
menos ainda através de binóculo, luneta ou telescópio, pois, nestes casos a pessoa
33
pode cegar instantaneamente. Para a observação do Sol dispomos de vidros de
proteção, usados por soldadores. Comentamos outras formas, mais seguras ainda,
de observação do Sol, como a projeção da imagem deste em um anteparo ou
parede, por meio de binóculos e telescópios.
Explicamos também como se fazem observações dos eclipses solares,
enfatizando bastante, novamente, os cuidados que devemos ter com a proteção dos
raios do Sol para nossos olhos. A ênfase neste caso é porque a situação
envolvendo eclipses solares é traiçoeira neste sentido, pois a diminuição da luz
solar, pela interposição da Lua, dá a falsa impressão de que é possível ficar olhando
para o Sol sem maiores problemas; a partir de certo ponto do eclipse seu brilho não
ofusca tanto e a pessoa pode ter a vista danificada por olhar direto para o Sol
naqueles longos minutos anteriores e posteriores a um eclipse total. Outras
questões surgem, ou podem surgir, relativas aos raios solares e à pele. Então se faz
necessário falar sobre tratamento de pele, filtros bloqueadores, raios infravermelhos
e ultravioletas. Tudo isso deve ser levado em consideração quando se pretende
tomar banho de Sol e de mar.
Além disto, deixamos mais algumas outras questões em aberto, tais como:
- Você ouviu na televisão que os melhores horários para se ir à praia são antes
das nove horas da manhã e depois das quatro horas da tarde. Por que essa
restrição?
- O que são raios ultravioletas?
- O que são raios infravermelhos?
- O que estes raios fazem à pele e aos olhos que os fazem ser nocivos?
- O Sol é uma estrela, então as outras estrelas também emitem raios nocivos?
Também tratamos da importância na responsabilidade no manuseio com os
equipamentos de que dispomos, como uma forma de tratar aspectos relativos não
só a manutenção dos equipamentos, mas também como forma de cidadania, no
zelo pelo instrumento de trabalho. Em um recente evento: eclipse total do Sol de 11
de agosto de 1999, visível em boa parte da Europa, foi possível conhecer como os
europeus investem na saúde visual de seus habitantes. Na França, particularmente,
34
milhares de óculos especiais foram distribuídos para a população e aos visitantes
para observar o fenômeno. Vide figura e as explicações nas páginas 67 e 68.
5.7 A observação da Lua com instrumentos astronômicos
Quando o Sol se põe, surgem aos olhos outros astros celestes, como a Lua
(embora ela está presente durante o dia em muitos dias por mês; mas durante o dia
seu brilho não se destaca tanto quanto à noite), os planetas, as estrelas e outros
corpos no espaço. Então é hora de vermos a Lua. Primeiro a olho nu, pede-se que
os estudantes identifiquem alguma coisa na Lua que lhes seja conhecida, depois
que façam figuras representando a Lua. A partir daí mais uma série de
questionamentos sobre a Lua é feita. Tais como:
- Nos mapas que se fazem da Lua, são destacados mares, crateras e
montanhas. O que nós conhecemos sobre mares, é que são locais cheios de
água. Será que tem água na Lua?
- É possível ir de avião até a Lua?
- Em 21 de julho de 1969, dois astronautas norte-americanos, Neil Armstrong e
Edwin Aldrin, foram os primeiros homens a descer no solo lunar, numa região
chamada de mar da tranqüilidade. Eles ficaram molhados nesse mar?
- E as montanhas da Lua são maiores ou menores que as que você conhece?
- Qual o tamanho que você acredita que seja uma cratera da Lua? Faça um
desenho. Você acha que na sua cratera na Lua caberiam quantas pessoas?
- O que é um eclipse da Lua?
- Você já viu um algum eclipse da Lua? Quando?
- É possível ter eclipse da Lua durante o dia? Por quê?
Então é hora de colocarmos o telescópio em ação. Alguns mais curiosos se
aproximam e querem saber tudo e logo aprendem a manusear um telescópio
simples, outros falam que o pai tem binóculos, outros falam que tem luneta. O mais
importante é que todos querem ver algum planeta ou a Lua com o telescópio.
35
Aproveitamos e enfatizamos o zelo que se deve ter com o equipamento e
controlamos a ansiedade de todos, colocando-os em fila e afirmando que ninguém
deixará de ver alguma coisa no céu.
Durante e após tal atividade podemos lançar mais uma bateria de questões:
- O que você achou da Lua?
- Você viu alguma coisa da Lua que se parece com algo aqui da Terra? O quê?
- Faça dois desenhos da Lua, o primeiro desenho é de sua observação sem
telescópio e o segundo, com o telescópio. Existem muitas diferenças nos
desenhos?
5.8 A observação dos planetas
Quando todos tiverem observado a Lua, partimos à caça de um planeta:
Vênus, Marte, Júpiter ou Saturno, dependendo de qual(is) esteja(m) visível(eis)
naquela época ou naquele horário, pois estes três são os planetas mais facilmente
localizáveis no céu noturno.
Sugerimos visitas a grupos de Astronomia, criações de grupos nas próprias
escolas, indicamos sites na Internet onde sejam citados horários sobre nascer do
Sol, da Lua e dos planetas e como se observar esses astros.
Estando o céu em condições meteorológicas favoráveis, são feitas
observações a olho nu de planetas e de estrelas, identificando-se as diferenças na
observação de ambos. No primeiro momento a concentração é nos planetas mais
facilmente visíveis a olho (como dissemos, Vênus, Marte, Júpiter e/ou Saturno),
depois são feitas observações com o telescópio.
A partir daí, fazem-se necessários outros questionamentos:
- Você viu alguma coisa em Júpiter, ou próximo dele, que não conseguiu ver sem
o telescópio? O quê?
- Faça um desenho indicando como foi sua observação de Júpiter.
- Mostre Júpiter sem olhar no telescópio.
- Por que você não vê todos os planetas numa mesma noite?
36
- E como é o planeta Saturno? Você seria capaz de mostrar Saturno para alguém
sem o telescópio?
- Faça um desenho colorido que represente sua observação.
No anexo 7, página 78, é apresentada uma tabela com os principais dados do
sistema solar, incluindo os primeiros satélites de Júpiter, descobertos por Galileu,
fazendo uso de sua luneta.
5.9
A observação das estrelas
As estrelas são facilmente visualizadas a olho nu. Todos, mesmo crianças a
partir de seis anos de idade, sabem o que são as estrelas, enquanto astros que
aparecem no céu noturno. Mas há muitos fatos desconhecidos associados à
observação das estrelas. Por isto exploramos esse desconhecimento através de outro
conjunto de questões. Por exemplo:
- Todas as estrelas são visíveis a olho nu?
- As estrelas que enxergamos com dificuldade estão mais distantes que aquelas
mais facilmente visíveis?
- Todas as estrelas têm a mesma cor?
- O que caracteriza a cor de uma estrela?
Pretendemos fazer com esses questionamentos, em particular, que eles
comecem a refletir sobre as distâncias entre o ser humano e as estrelas e a fazer
comparação com as distâncias entre a Terra e os outros planetas. Assim, fica a idéia
de esclarecer alguma coisa sobre a dimensão do universo visível.
Parece uma frustração para alguns quando, ao se apontar o telescópio para
alguma estrela, não se constatam diferenças entre a visualização com o equipamento
e a observação a olho nu, diferentemente das observações feitas da Lua ou dos
planetas. Temos, então, nesse estranhamento, algo novo a comentar e explorar. A
partir desse fato começamos a argumentar sobre as enormes distâncias entre a Terra
37
e as estrelas, muito superiores às dos planetas. Também é destacada a limitação do
equipamento em uso.
Para se ter uma idéia das distâncias em Astronomia é necessário se fazer
alguns comentários sobre as mesmas, inclusive com alguns cálculos. Com os
veículos espaciais desenvolvidos pelo ser humano é possível desenvolver uma
velocidade próxima de 50.000 km/h. Com tal velocidade uma viagem até a Lua, que
não é feita numa trajetória retilínea, demora três dias, ou 72 horas. Para se chegar em
Marte, a última sonda espacial demorou sete meses. A nave Cassini percorreu sua
viagem até Saturno em sete anos.
Agora, com nossa tecnologia e supondo que fosse possível uma viagem até
a estrela mais próxima de nosso Sol, sem nenhuma escala para reabastecimento,
quanto tempo duraria a viagem?
Como se sabe, em Astronomia as unidades de medida de distâncias que
normalmente se usa aqui na Terra perdem o sentido, pois não é possível haver
comparação com as distâncias em nosso planeta. Então as medidas em centímetros,
metros ou quilômetros não fazem sentido quando se trata de distâncias astronômicas.
Outras unidades para medir distâncias são necessárias, tais como a Unidade
Astronômica (a unidade astronômica é a distância entre a Terra e o Sol) e o ano-luz.
O ano-luz é a distância que a luz percorre, no vácuo, durante um ano se
deslocando à velocidade de 300.000 km/s. A transformação de ano-luz em km é
obtida, portanto, do produto do valor desta velocidade pelo intervalo de tempo de um
ano medido em segundos. Isto nos dá que um ano-luz corresponde a 9,47 x 1012 km.
Alfa de Centauro, nossa primeira estrela vizinha, após o Sol, está a 4,3 anos-luz. Isto
equivale a 4,07 x 1013 km.
Com a velocidade de 50.000 km/h, uma viagem ininterrupta até tal estrela
duraria:
d
4,07 × 1013 km
t= =
= 8,14 × 10 8 horas
4
v 5,0 × 10 km / h
Em anos, esse valor seria de:
t=
8,14 × 10 8 h
= 92.880 anos
365,25 × 24h / ano
38
Tudo isso nos dá uma idéia das distâncias em astronomia, como também
da energia produzida pelas estrelas e galáxias para que sua luz possa ser observada
aqui da Terra. Também fornece algo sobre as limitações de nossas velocidades,
sobre a necessidade de equipamentos cada vez maiores e melhores para desvendar
os mistérios que as distâncias astronômicas nos ocultam. É importante frisar que é o
olho que visualiza as imagens captadas pelos grandes observatórios.
É importante destacar que usando o telescópio é possível visualizar estrelas
que orbitam em torno de um centro de gravidade comum (são as estrelas binárias ou
até múltiplas; como exemplo de uma estrela ternária, temos Alfa de Centauro,
facilmente identificada no telescópio ou na luneta
neste caso, para instrumentos
relativamente pequenos aos quais em geral se tem acesso, ela chega a ser
identificada apenas como se fosse uma estrela binária, pois o poder de resolução
desses instrumentos normalmente não permite discernir sua composição ternária).
Assim, com a intermediação desse tipo de equipamento, torna-se possível a
visualização de estrelas duplas (pelo menos), o que não se pode fazer a olho nu,
devido a este ter um poder de separação visual menor em comparação ao dos
instrumentos ópticos mencionados.
No desenrolar dos trabalhos, aparecem aqueles que ficam mais tempo
fazendo uma série de perguntas sobre diversos temas que ouviram falar na televisão
ou leram em revistas ou jornais. A maioria das perguntas se refere a buracos negros,
viagens espaciais, vida extraterrestre (em especial no planeta Marte).
Todas as perguntas e as respectivas respostas dos alunos indicam o nível
de conhecimentos destes sobre os temas em discussão e servem como ponto de
partida para o trabalho a ser realizado pelo professor.
39
6. PARA ALÉM DA OBSERVAÇÃO ÓPTICA
A contemplação do céu estrelado dá a sensação de paz, tranqüilidade e
regularidade. Essa aparência, porém, conseqüência da observação a olho
desarmado, levou a se pensar durante muito tempo que o universo era sempre
como um relógio a funcionar quase que sem a ocorrência de novidades.
A contemplação de uma noite de Lua, com todo o encantamento que ainda
revela aos olhos é uma coisa fascinante. Contudo, do ponto de vista da observação
astronômica, a Lua cheia, apesar de não emitir luz própria, reflete a luz que recebe
do Sol, e ofusca o brilho de uma grande quantidade de estrelas. Numa noite sem
Lua, com o céu claro, é possível vislumbrar-se com muito mais detalhes o
encantamento do firmamento. A poluição luminosa dos grandes centros impede que
se aprecie o encantamento do céu durante a noite pelos habitantes urbanos. O
progresso, que, por um lado, nos municiou de melhores instrumentos para uma
observação astronômica de maior resolução, por outro lado, impede que possamos
nos encantar com os mistérios e as indagações que faziam as noites estreladas de
nossos antepassados.
Fundamentando-se no modelo geocêntrico, muito se aprendeu sobre a
posição da Terra dentro da esfera celeste. O estudo das constelações, o catálogo
das estrelas, as previsões de eclipses e tantos outros eventos celestes eram feitos
na antiguidade, muito antes dos grandes telescópios. Ainda hoje, com os
planetários, se fundamenta e se aprende muito sobre a Terra, sobre os planetas, e
sobre as estrelas e outros astros do espaço sideral. O conhecimento acumulado de
tudo isso é um legado que não pode ser superado pelos grandes instrumentos de
observação de que hoje dispomos.
As invenções e os aperfeiçoamentos dos grandes instrumentos ópticos
propiciaram um melhor conhecimento sobre nós mesmos, ao mesmo tempo em que
contribuíram para tirar a Terra da posição do centro do universo . Os estudos
recentes demonstram que a Terra não ocupa um lugar privilegiado nesse universo;
apenas orbita uma das estrelas, sendo por ela iluminada. Existem outros planetas,
iluminados por outras estrelas, muito distantes de nós e umas das outras.
40
Hoje se vasculha a imensidão do espaço. As unidades de comprimento que
conhecemos e usamos em nosso cotidiano são inadequadas quando se referem a
objetos cada vez mais distantes. Através da luz se conhece muita coisa sobre os
elementos constituintes do universo.
O olhar do céu através de equipamentos faz com que se receba muito mais
luz e, devido a isto, que se veja mais longe no espaço e no tempo. Utilizando
aparelhagens e métodos atualizados os astrônomos conseguem localizar galáxias a
milhões e bilhões de anos-luz de distância.
Isso pode nos parecer, à primeira vista, que com a observação óptica se
consegue conhecer muita coisa sobre essa estrutura em que vivemos. Em parte isto
é verdade. Porém, a visão abrange apenas o que chamamos região óptica do
espectro eletromagnético. Assim, a visão é apenas um dos sentidos que dispomos
para conhecer o mundo, mas muita coisa escapa à percepção visual. A faixa visível
do espectro é relativamente muito restrita. Dentro desse espectro muita informação
provém do espaço em comprimentos de onda diferentes da faixa visível. Os
radiotelescópios, o satélite COBE e tantos outros equipamentos deixam claro que
existe uma ampla faixa do conhecimento a ser explorada além da faixa visível.
A figura 3 ilustra o espectro eletromagnético. Uma análise da mesma
mostra o quanto é limitada à faixa do visível, compreendida entre as radiações
ultravioletas e infravermelhas, de freqüência da ordem de 1014Hz, isto é, a região
acessível por olhos humanos, lunetas e telescópios. Todavia, nessa faixa muito se
tem aprendido acerca dos componentes constituintes das estrelas e galáxias.
Fig. 3 Espectro eletromagnético
Figura obtida de http://www.scb.org.br/fc/FC58_19.htm
41
É importante destacar que além da observação através da radiação
eletromagnética, seja no comprimento de onda que for, ou da captação de partículas
cósmicas ou meteoritos, existem também os campos psíquico e filosófico, que a
ciência não pode desprezar quando se trata de conhecer o ser humano em si
mesmo. Tanto a observação óptica, quer seja feita a olho nu ou com instrumentos,
como as outras formas de conhecer o cosmo, mostram que ainda são vastos
caminhos a se percorrer e nenhuma dessas formas, por si só, pode ser considerada
a única e/ou a mais correta.
42
7
CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
Concordamos com Delizoicov, Angotti e Pernambuco (2003, p. 119), sobre
a angústia do professor relativa ao uso que se faz do conhecimento escolar, quando
questionam:
O que, de fato, aproveitamos e usamos hoje do conhecimento que fomos
obrigados a estudar na escola? O que lembramos tem utilidade para nossa vida
fora do espaço escolar? O que, de fato, aprendemos, ou seja, aquilo de que nos
apropriamos e podemos usar para compreender e intervir? E o que aprendemos
em aula? O que só aprendemos, de fato, quando começamos a ensinar? O que
aprendíamos quando discutíamos com nossos colegas, quando fazíamos
trabalhos juntos ou quando ensinávamos nosso irmão ou amigo mais novo?
Hoje se vasculha a imensidão do cosmo. Até mesmo a unidade de
comprimento chamada unidade astronômica (distância média da Terra ao Sol, 150
milhões de quilômetros) é inadequada como referência para medir os grandes
espaços interestelares e intergalácticos. Essas distâncias são descomunais e sem
comparação com nada do que se conhece no planeta. Os grandes telescópios dos
dois últimos séculos ampliaram os horizontes visuais para distâncias inimagináveis.
Com novas lentes e espelhos, esses equipamentos permitem ver detalhes antes
impossíveis do cosmo. O telescópio espacial Hubble e o VLT são bem mais precisos
que os grandes instrumentos do início e de meados do século passado. O Hubble
consegue ampliar, e em muito, o poder visual da luneta de Galileu do século XVII. O
VLT, quando totalmente completo, terá um poder de resolução bem superior ao
Hubble. Isso começou com um desafio de se olhar para o céu.
Tudo isso estimula questionamentos do tipo: Estavam errados os nossos
ancestrais, que acreditavam no modelo geocêntrico do universo? Estavam também
errados aqueles que não levaram a sério as descobertas científicas de Galileu? E os
opositores a Newton, o que podemos dizer deles?
Acreditamos que os questionamentos nesse sentido não ficam perdidos no
vazio das futilidades humanas. A ciência muito tem errado ao relegar para um
segundo plano a discordância das idéias e as contradições ao longo da história. Os
43
legados críticos, históricos e filosóficos do passado e os pensamentos discordantes
não são condição para uma afirmação de que se avançou no conhecimento.
Podemos até dizer que hoje estamos na vanguarda do conhecimento da mesma
forma como outros seres humanos do passado estavam. Cada povo, em sua época,
é parte de um todo histórico e a ciência não pode desprezar a contribuição de
nenhum povo.
Pretendemos ampliar os presentes estudos através de Cursos nos quais os
experimentos não sejam vistos como partes isoladas dos fundamentos teóricos,
aplicando o que discutimos no curso de pós-graduação e no treinamento da Escola
FIC. Nestas e em outras aplicações tem-se em mente as limitações e os avanços
que a pós-graduação permite. Assim, pensamos em contribuir para um melhor
aprendizado de ciências por parte dos estudantes, o que é um dos objetivos do
Programa em que este trabalho está inserido.
Sugerimos
aqui
ampliações
do
trabalho
proposto,
ainda
a
ser
implementado, através de estudos da Astronomia em áreas fora do alcance óptico.
Por exemplo, com o estudo de espectros de emissão e de absorção de estrelas e
galáxias em outras faixas de freqüência. Em particular, através do estudo de
radiações eletromagnéticas em geral nas regiões ultravioleta, raios-X, raios gama,
infravermelho e micro-ondas, todas acessíveis atualmente através de detectores
instalados em satélites, e também da região rádio, neste caso abrindo a discussão
para a grande área de pesquisa em radioastronomia, feita com rádio-telescópios
instalados em terra, em especial no Brasil. Isto tudo pode ser explorado do ponto de
vista educacional hoje em dia, apesar de todas essas regiões estarem além da faixa
visível. Desta forma acreditamos que se pode construir um processo de ensinoaprendizagem mais condizente com o que aqui propomos.
Fazer parte das indagações e estar em constante procura é um dos
fundamentos da vida, quer seja da ciência, da filosofia, da religião ou de tudo isso
junto.
Muito ainda há para ser feito. A ampliação destas discussões com outros
colegas é apenas uma parte do estudo que temos em mente. As indagações fazem
parte da cultura humana, são novos desafios na busca de um tratamento didático
44
mais significativo para o trabalho docente e discente. Pretendemos contribuir de
forma significativa em eventos ligados ao ensino de Física, com grupos de debates,
com novos integrantes do PPGECNM e com nossos professores.
45
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em
50
APÊNDICES
51
Apêndice A -Textos trabalhados durante o treinamento no FIC.
Texto 1 - O “ANTITELESCÓPIO”: FAROL DE AUTOMÓVEL
Vimos no estudo do espelho côncavo, que a luz proveniente de um objeto
distante, como o Sol, por exemplo, pode ser considerada como um feixe de raios
paralelos provenientes do infinito. Esses raios ao atingirem o espelho convergem
para o foco do espelho. Pelo princípio da reversibilidade dos raios luminosos
verificamos que o caminho inverso também acontece. Isto é, se a luz for emitida por
um objeto no foco, será refletida paralelamente ao eixo do espelho. Os espelhos dos
faróis de automóveis, de motocicletas e até de lanternas, usam desses artifícios.
Nesses casos o espelho é projetado de forma que os raios não sejam paralelos,
mas que sejam espalhados de forma que se possa obter uma maior área de
iluminação para visualização e assim se obter um cone de luz originado no foco do
espelho. Assim podemos dizer que o farol é um telescópio que opera em sentido
oposto .
Texto 2 - O “ESPELHO DE ISOPOR” E A REFLEXÃO DA LUZ
Ao jogarmos uma bolinha de borracha, tipo bolinha pula-pula, contra uma
parede observamos seu retorno ao meio de onde foi lançada. Diferencialmente da
refração, a bolinha não penetra no meio no qual incidiu, e, sim, retorna ao meio de
partida. Dessa forma iniciamos nossas atividades relativas à reflexão da luz.
Lançando um raio LASER de encontro a um espelho e pulverizando o
caminho com pó de giz observamos um efeito semelhante. A luz atinge o espelho e
retorna para o ar.
Uma folha de isopor serve muito bem para simular um espelho e, esferas
metálicas, podem fazer o papel das partículas de luz, de acordo com a teoria
52
corpuscular de Isaac Newton. Num primeiro momento é importante se trabalhar
numa mesa plana e horizontal, usando réguas, transferidores e esferas metálicas.
Assim será possível trabalhar as leis da reflexão. A folha de isopor tanto pode fazer
o papel de espelho plano, espelho côncavo ou espelho convexo. Ao se lançar à
bolinha contra a folha, colocada sobre a mesa, observaremos o caminho de ida e
volta dessa bolinha, semelhantemente ao raio que atinge o espelho e volta para o
ar. Definimos raio incidente e raio refletido aos raios que incidem no espelho e que
retornam deste, respectivamente. Colocamos sobre a mesa e sob o espelho de
isopor uma folha de papel, na qual marcamos a face do espelho voltada para o
lado de onde virão as partículas de luz . Lançamos, então, as bolinhas e traçamos
seus raios , incidente e refletido, na folha de papel. No ponto de incidência desses
raios sobre a superfície refletora do espelho traçamos uma perpendicular ao
espelho (linha normal). Com um transferidor medimos o ângulo formado entre o
raio incidente e essa linha normal e também, ângulo formado entre o raio refletido e
essa mesma linha normal e constatamos serem iguais para quaisquer que sejam os
pontos de incidência no espelho; assim como prevê a lei de Snell para a reflexão.
Num segundo momento é interessante que se trabalhe com bolinhas de
vidro de formas irregulares, que sejam traçadas as suas trajetórias sobre a mesa em
seu percurso de ida e volta ao atingir o espelho. Então o professor pode questionar
se está sendo ou não respeitada a lei da reflexão e o que está influindo para que os
resultados estejam diferentes dos da experiência anterior, com as esferas metálicas
lisas.
53
Apêndice B - O Olho e os instrumentos de observação.
Quando se olha na direção de algum objeto, a imagem atravessa a córnea
e chega à íris, que regula a quantidade de luz recebida por meio de uma abertura
chamada pupila. Quanto maior a pupila, mais luz entra no olho. Passada a pupila, a
imagem chega ao cristalino, onde é focada sobre a retina. A lente do olho produz
uma imagem invertida, e o cérebro a converte para a posição correta. Na retina,
mais de cem milhões de células foto-receptoras transformam as ondas luminosas
em impulsos eletroquímicos, que são decodificados pelo cérebro.
O olho pode apresentar defeitos. Os mais comuns são a miopia e a
hipermetropia. Na miopia, o olho é pouco convergente e se faz necessário o uso de
lentes divergentes para que a imagem venha se localizar na retina, que é a posição
em que se forma a imagem no olho normal. O mesmo efeito pode ser alcançado
com cirurgias a laser. O laser modifica a curvatura da córnea. Na hipermetropia o
olho é muito divergente e se faz necessário o uso de lentes com o mesmo objetivo
de colocar a imagem na posição de um olho normal. A hipermetropia é uma
deficiência visual que se caracteriza pelo fato de a imagem recebida pelo olho ser
formada depois da retina. Não se trata de uma doença e sim de uma deficiência,
pois as únicas maneiras de se compensar são os óculos ou lentes de contato. Esta
correção é feita com lentes biconvexas para que a imagem seja colocada sobre a
retina, dando assim uma imagem nítida. Ela se manifesta na maioria das vezes pelo
fato de o olho ter uma profundidade menor que o normal. Cirurgias a laser
aumentam a curvatura do olho.
A título de ilustração, destacam-se nas figuras seguintes como se formam
as imagens num olho normal, num olho míope e em outro hipermétrope. As figuras
seguintes ilustram um olho normal, (no qual a imagem se forma no local ideal, a
retina), figura 4; um olho míope, figura 5, (no qual a imagem se forma antes da
retina) e, figura 6, um olho o hipermétrope (no qual a imagem se forma após a
retina). Em ambos os casos, O” representa o objeto e, I” representa a imagem
desse objeto. Verifica-se que a imagem é invertida em relação à posição do objeto,
independentemente da condição do olho ser normal ou não.
54
Fig. 4 Representação de um olho normal
Fig. 5 Representação de um olho míope
Fig. 6 Representação de um olho hipermétrope
55
No olho normal, a imagem se forma na retina. Em qualquer outro local
onde a imagem se formar não será vista com nitidez. Para corrigir a miopia,
recolocando a imagem posição correta, que é a retina, devemos usar uma lente
convergente ou divergente? Por quê? E para o olho hipermétrope?
56
APÊNDICE C - A ampliação do poder de visão.
O uso das lentes e, conseqüentemente, dos óculos, visando à correção de
defeitos na visão, é bem anterior ao das lunetas A combinação de lentes e espelhos
para captação da luz e ampliação das imagens de objetos celestes só veio a
acontecer alguns séculos depois, com Galileu. O instrumento de Galileu foi
aperfeiçoado ao longo dos tempos, tendo-se atualmente alcançado um poder de
resolução mais de setenta mil vezes superior ao de sua luneta.
Vale destacar que não foi Galileu o inventor do telescópio como é citado
em alguns textos didáticos. O telescópio de refração ou luneta já era usado antes de
Galileu para fins militares e na navegação, antes das aplicações celestes. Na
realidade, Galileu, tendo conhecimento deste instrumento, construiu o seu próprio e
fez as primeiras observações astronômicas.
Na luneta a captação da luz de objetos distantes é feita por uma lente,
denominada de objetiva (pois é voltada para o objeto observado). A imagem se
forma no foco dessa lente. Uma outra lente é localizada de tal modo que a imagem
captada possa ser localizada e ampliada. Essa segunda lente é denominada de
ocular, por ser a lente a qual se coloca próxima ao olho.
A primeira combinação de lentes em um instrumento "tipo telescópio" foi
feita na Holanda em 1608, destinada à melhor visualização de óperas. No ano
seguinte, Galileu Galilei, tendo tomado conhecimento desse invento, modificou-o,
tendo para isso de construir ele próprio as suas lentes. Estava assim inventado o
telescópio refrator, ele era composto por duas lentes na extremidade de um tubo de
couro.
A figura 7 ilustra os elementos ópticos principais de uma luneta ou
telescópio de refração. Através da lente objetiva forma-se a imagem de um objeto
distante e a ocular amplia esta imagem. A B representa a imagem formada pela
objetiva e A
a imagem final visualizada pelo olho (ou seja, a imagem formada na
retina do olho quando este é colocado na distância adequada, próximo à lente
ocular). Quando da observação, os raios provenientes de um objeto no infinito,
atingem a lente, denominada objetiva, convergindo para o foco, formando-se aí, uma
57
imagem real. Esta imagem serve de objeto para outra lente (ocular) que a amplia e é
visualizada pelo olho do observador.
Fig. 7
Representação da obtenção da imagem de um objeto distante por uma luneta
através da lente objetiva e sua visualização pela ocular.
Figura obtida http://exploratório.pt/sofct/programas/manuais/optica/manual.htm,
O telescópio newtoniano
A observação do céu com a luneta, embora tenha acarretado uma ampliação
dos limites do olho, propiciava uma visão pouco nítida dos objetos, em decorrência
de um fenômeno denominado aberração cromática da luz. Tal fenômeno se deve ao
fato da luz não ser composta por uma única freqüência e dispersar-se de forma
diferente quando ultrapassa meios diferentes.
O problema foi solucionado em 1668 por Isaac Newton, utilizando para isso
um espelho côncavo como lente objetiva e um segundo espelho, plano, colocado à
frente do espelho côncavo, desviando a imagem formada lateralmente ao tubo do
telescópio, por onde então é feita a observação. Estava assim inventado o telescópio
refletor, em que o elemento óptico principal é um espelho. A figura 8 ilustra como é
feita a obtenção e a visualização da imagem de um objeto distante no telescópio
newtoniano. Nesta representação os raios provenientes do objeto atingem
frontalmente o espelho, chamado de espelho principal. Esses raios são concentrados
no foco onde se forma a imagem real, são desviados lateralmente por um outro
espelho, chamado de espelho secundário e visualizados por uma lente, ocular, que
amplia essa imagem para o observador. A figura 8 refere-se ao uso do telescópio
newtoniano em uma aula do treinamento com docentes do FIC.
58
Fig. 8 Representação da obtenção da imagem de um objeto distante por um telescópio
newtoniano através de um espelho esférico (objetiva) e sua visualização pela ocular.
Figura obtida http://exploratório.pt/sofct/programas/manuais/optica/manual.htm
Quer sejam nos telescópios de refração ou de reflexão, a imagem captada
pela objetiva serve como objeto a ser ampliado, quando observado pela ocular. Na
realidade um bom equipamento deve ter mais de uma ocular, cada uma com fins
específicos, dependendo do que se queira observar.
Fig. 9 - Uso do telescópio newtoniano em aula de treinamento com docentes
Ainda hoje vários detalhes têm sido incorporados a esses dois tipos de
telescópios, objetivando a obtenção de melhores imagens e facilidades de
observação. Quase todos os telescópios profissionais atuais são refletores, porém,
com uma modificação proposta em 1672 por um francês de nome Jean Cassegrain.
No telescópio cassegraniano a imagem é formada atrás do espelho principal; isso
59
graças ao espelho secundário, convexo, que reflete a luz que lhe incide, para trás do
espelho principal, passando por um orifício em seu centro.
A figura 10 é uma representação do telescópio criado por Cassegrain, no
qual o espelho principal tem um furo, e a imagem dos objetos é refletida pelo
espelho secundário em direção à ocular.
Fig. 10 Representação de um observador fazendo uso do telescópio de Cassegrain
Figura obtida de http://sities.uol.com.br/colimacao.htm
O telescópio de Monte Palomar (EUA/California) foi o maior (5 m de
diâmetro) e mais importante telescópio do mundo desde 1949, quando entrou em
operação, até o início da presente década. Em 1993 foi inaugurado o telescópio
Keck com espelho de 10 m de diâmetro em Mauna Kea (EUA/Havaí), ainda hoje o
maior do mundo.
O primeiro telescópio moderno brasileiro foi o da UFMG na Serra da
Piedade, inaugurado em 1972 (espelho 0,6 m de diâmetro). Em 1980, entrou em
funcionamento o atual maior telescópio brasileiro (espelho de 1,6 m de diâmetro),
localizado no Pico dos Dias, município de Brasópolis (MG).
O telescópio Hubble, colocado em órbita em 1990, longe de ser o maior
telescópio já construído (espelho de 2,40 m de diâmetro), é sem dúvida o mais
importante da atualidade, isso devido ao fato dele estar localizado no espaço; a luz
que chega a ele não sofre interferências da atmosfera da Terra.
60
O VLT (sigla em inglês: Very Large Telescope, que pode ser traduzida
como Telescópio Muito Grande), pode ser considerado o mais preciso e avançado
instrumento de observação astronômica já construído pelo homem, mesmo que
ainda incompleto. O final de sua construção e montagem está previsto para 2005.
Até recentemente, entendia-se que um bom aparelho de observação
necessitava de um espelho rígido: quanto mais duro o material e mais firme a base
de apoio, menor a distorção da imagem. O VLT se constituirá de quatro espelhos
flexíveis, apoiados em estruturas capazes de se adaptar as variações de
temperatura do meio ambiente sem perder a capacidade de visualização e o poder
de resolução dos objetos celestes distantes. A flexibilidade dos espelhos é
controlada
por
pequenos
amortecedores,
controlados
eletronicamente
por
computador, que permitem a correção de qualquer efeito de contração ou dilatação
térmica gerados por redução ou aumento da temperatura ambiente. Tudo isso é
possível por um processo, denominado óptica adaptativa. Através desse processo,
os telescópios, em terra, conseguem uma nitidez comparável e até superior ao
Hubble, que está no espaço, livre da perturbação atmosférica.
A tabela 3, abaixo apresenta dados comparativos entre alguns dos
telescópios mais famosos da história das observações astronômicas, de Hans
Lippershey, Galileu ao VLT.
61
Tabela 3
Alguns dos telescópios mais famosos da história
Nome
Tipo
Ano
Característica
Diâmetro da objetiva
H. Lippershey
refrator
1606
Galileu
refrator
1609
1as obs.astronômica
Newton
refletor
1668
Espelho e lentes
2,5 cm
Cassegrain
refletor
1672
Espelho com furo
---
Yerks
refrator
1897
O maior refrator
1,0 m
Monte Wilson
refletor
1917
George Hale
2,5 m
Schmidt
conjugado
1931
Refrator/refletor
---
Monte Palomar
refletor
1948
5,8 m
Cáucaso
refletor
1966
Criado por
George Hale
O maior russo
Brasópolis
refletor
1981
O maior do Brasil
1,6 m
Kerk
refletor
1993
O maior refletor
10 m
Hubble
refletor
1990
2,4 m
VLT
refletor
1997
Homenagem a
Edwin Hubble
ESO
1a luneta
-----
6,0 m
10 m
Os grandes telescópios do século XX, como os montados no Monte
Wilson, Monte Palomar, Cáucaso, Yerks, Kerk e VLT são, na realidade
observatórios. Na tabela se destaca o instrumento com maior diâmetro de abertura.
Lembrando que a área varia com o quadrado do raio:
A = πR 2 ,
e admitindo que a retina do olho normal tenha um raio de 1,0 cm, uma pessoa
normal terá, portanto, cerca de π cm2 em sua área de captação de luz.
Por outro lado, o espelho principal do telescópio de Newton tinha apenas
2,5 cm de diâmetro, ou seja, um raio de 1,25 cm, e portanto uma área de captação
da luz do objeto celeste apenas cerca de 56% maior que a área de captação do olho
humano normal (pois π × (1, 25) = 1,56 cm2). Apesar desse aumento relativamente
2
pequeno na área que capta a luz do objeto, foi possível se visualizar muito mais
coisas no céu e detalhes da luz e dos planetas que eram imperceptíveis ao olho.
62
Um telescópio com espelho de 1,5m de diâmetro (75cm de raio), portanto,
30 vezes o raio do espelho do telescópio de Newton, tem um poder de captação de
luz de 30 2 em relação a este, isto é 900. Isso analisando somente pelo aspecto da
capacidade de captação de luz sem levar em conta a qualidade das lentes e
espelhos que temos hoje.
O telescópio espacial Hubble, com seus 2,4 m de diâmetro e livre da
interferência da atmosfera, consegue aumentar a capacidade de absorção de luz em
mais de 2000 vezes em relação ao telescópio de Newton.
O VLT, considerado o mais perfeito conjunto de instrumentos ópticos já
construído pelo homem, terá um poder de absorção e resolução muito superior ao
do Hubble.
As informações acima não permitem considerar a sociedade atual superior
àquelas que construíram a história, a ciência e a tecnologia no passado. Os mitos,
as crenças e os supostos equívocos em se acreditar em modelos geocêntrico e
heliocêntrico para o universo, fazem parte da cultura humana. Cada povo em sua
época é parte da história e a sociedade humana não permite fazer comparações e,
sim, considerar sua contribuição para o todo que constitui a sociedade.
63
ANEXOS
64
Anexo 1. Ilustrações de telescópios famosos.
Fig. 11 A luneta de Galileu
Fonte: (UFMG www.observatório.ufmg.br, 2004)
Fig. 12 O telescópio de Newton
Foto obtida de: www.observatório.ufmg.br
65
Fig.13 O maior telescópio refrator do mundo, com objetiva de 1 m de diâmetro, instalado no
Observatório de Yerkes, no Havaí, EUA.
Foto obtida de http://www2.Yerkes.edu/geninfo/noroof.jpg
66
Fig.14 O maior telescópio Russo (BTA, Big Telescope Azimutal), instalado nas montanhas do
Cáucaso, na Antiga União Soviética, em 1966, o espelho primário tem 6m de diâmetro.
Foto obtida de: http://www-sao.rufdoc/about.us.html#base
67
Fig. 15 O maior telescópio refletor do mundo (Keck, o do centro), com espelho de 10 m de
diâmetro, instalado no Observatório de Mauna Kea, no Havaí, EUA.
Foto extraída de http://www2.Keck.havwaii.edu/geninfo/noroof.jpg
68
Fig. 16 Telescópio Espacial Hubble
Foto obtida de http:/sky.telescope.com
69
Fig. 17 O maior telescópio brasileiro, com espelho de 1,6 m de diâmetro,instalado no
Laboratório Nacional de Astrofísica, em Brasópolis, MG.
Foto obtida de:http//www.lna.usp.br
70
Fig.18 O VLT
Figura obtida de Superintessante, ano 9, No 6. jun/1995
71
Fig. 19 Cartaz, distribuído na França, quando do último eclipse solar total do 2o milênio
(11/08/1999)
72
Anexo 2. Texto explicativo sobre a mensagem do cartaz de 11 de agosto de 1999
Fig. 20 Texto explicativo do cartaz de 11 de agosto de 1999
73
Anexo 3. Tabelas relativas ao trabalho desenvolvido no FIC.
Tabela.4. Atividades realizadas sobre Óptica Básica e História da Óptica.
No
01
Tema
A propagação da luz
Especificação
Experimental com o LASER
Os raios solares e a forma da Terra
02
A refração da luz
Experimental com vidros e lentes
Explicação do arco-íris
03
A reflexão da luz
Experimental com vidros e espelhos
04
A formação da imagem por refração
Exercícios teórico-práticos
05
A formação de imagem por reflexão
Exercícios teórico-práticos
06
Os axiomas de Newton
Leitura e discussão
07
Newton e Young
Leitura e discussão
Tabela 5. Atividades realizadas sobre Instrumentos Ópticos e Astronomia
No
01
Tema
O olho humano
Especificação
A observação e a proteção do olho
O olho do oftalmologista
02
A lupa ou microscópio simples
Aumentando o alcance dos olhos
Determinação do foco de uma lente
03
A luneta ou telescópio refrator
A conjugação de lentes num tubo
Conhecendo a luneta
04
O telescópio refletor
Determinação do foco de um espelho
Conhecendo o telescópio
As lentes e os espelhos
05
Einstein e a óptica de Newton
Leitura e discussão
06
Cronologia das descobertas astronômicas
Leitura e discussão
07
O VLT
Apresentação de um vídeo e discussão
74
Tabela 6. Material Utilizado em Óptica Básica e História da Óptica.
No
01
Tema
A propagação da luz
02
A refração da luz
03
A reflexão da luz
04
A formação da imagem por refração
05
A formação de imagem por reflexão
06
07
Os axiomas de Newton
Newton e Young
Material utilizado
raio LASER
pó de giz
vidros
lentes convergentes e divergentes
prisma
copo com água
espelho de isopor
bolinhas de ferro
vidro plano
espelho plano
espelhos esféricos
régua
velas
lentes convergentes e divergentes
régua
vidro plano
espelho plano
espelhos esféricos
texto
texto
Tabela 7. Material Utilizado em Instrumentos Ópticos e Astronomia.
No
01
Tema
O olho humano
Material utilizado
filtro solar para observação do sol
o olho do oftalmologista
02
A lupa ou microscópio simples
lente convergente
03
A luneta ou telescópio refrator
04
O telescópio refletor
O telescópio de Newton
05
Einstein e a óptica de Newton
texto
06
Cronologia das descobertas astronômicas
texto
07
O VLT
vídeo e texto
a luneta de Canalle
75
Anexo 4. Fotos tiradas durante o trabalho no FIC.
Fig. 20, foto 1. Observação da formação das imagens na lente convergente
Fig. 21, foto 2. A imagem na lente divergente
76
Fig. 22, foto 3. Simulação dos raios luminosos incidindo num espelho plano
Fig. 23, foto 4. Obtenção da imagem no espelho côncavo
77
Anexo 5. Questionário de avaliação relativo ao trabalho desenvolvido no FIC
1. Cite os pontos negativos desta aula como um todo.
2. Cite os pontos positivos desta aula como um todo.
3. Dê sugestões de novas atividades relacionadas ao tema.
4. Escreva seus comentários sobre os textos.
5. Escreva seus comentários sobre os experimentos.
6. Escreva seus comentários sobre a metodologia de trabalho.
7. Descreva sobre a possibilidade de aplicação em sua atividade profissional.
8. Descreva sobre o conteúdo e o domínio desse por parte do expositor.
9. Cite as dificuldades relativas à compreensão e/ou utilização de nossa proposta de
trabalho.
78
Anexo 6. Comentários sobre as respostas e observações relativas ao trabalho
realizado no FIC.
Os pontos negativos apontados estavam relacionados ao pouco tempo
disponível para o desenvolvimento das atividades. Os participantes, em sua maioria,
gostariam de um tempo maior para aprimorar e desenvolver as atividades e que
pudessem ter um acompanhamento dos docentes-mestrandos envolvidos nas suas
atividades educativas para avaliar como seriam suas aulas após o treinamento. No
mais consideraram o trabalho como um todo bastante positivo. Quanto às sugestões
que nos foram citadas destacamos a necessidade de trabalhar outros assuntos de
forma interdisciplinar, como o olho e a visão, explorando os aspectos biológicos e
também a energia, sua utilização de forma racional. Os textos, os experimentos e a
metodologia de trabalho foram considerados excelentes e inovadores; apesar de
serem aparentemente simples, era algo que estava faltando na formação profissional
da maioria dos participantes. Isso até motivou para que muitos se sentissem à
vontade para desenvolver algo semelhante durante suas atividades profissionais,
acreditando também que muitas dúvidas de compreensão dos conteúdos foram
esclarecidas.
Os trabalhos apresentaram resultados excelentes dentro das condições
que tivemos para fazê-los. Houve grande participação por parte dos treinandos. As
discussões coletivas contribuíram para um melhor desempenho das tarefas
propostas e a viabilidade de aplicação foi amplamente aceita. Quase todos os
experimentos propostos foram realizados. Como resumimos acima, os pontos
negativos citados não foram relativos a nossa proposta metodológica ou material
aplicado mas com relação ao tempo necessário para uma discussão e aplicação da
mesma. A idéia de trabalhos interdisciplinares foi amplamente aceita e houve muitas
sugestões no sentido de continuidade dos mesmos. Para muitos, essa era uma
lacuna que se fazia presente em suas formações docentes. Nos sentimos
recompensados quando, em comentários sobre os trabalhos desenvolvidos, ouvimos:
79
Agora já era possível saber a utilidade da Física, uma vez que se constata a sua aplicação
e uso no dia-a-dia do cidadão comum. Isso estava faltando na minha formação docente .
Pretendemos aprimorar esse tipo de trabalho, através de discussões com
outros profissionais docentes para que se possa aperfeiçoar a prática docente,
através da troca de experiências, que proporcione um melhor desempenho de nosso
trabalho educativo.
80
Anexo 7. Tabela 8 Dados principais do sistema solar
Astro
Ano de
Período
descoberta
orbital* (ano)
Distância media
Diâmetro
Gravidade na
ao Sol
(km)
superfície
6
10 km e UA
0
gTerra = 1
Sol
Pré-história
---
Mercúrio
Pré-história
86 dias
57,9
0,39
4880
0,39
Vênus
Pré-história
225 dias
108,2
0,72
12.100
0,91
Terra
-
1 ano
149,5
1,00
12.756
1,00
3.476
0,16
384
1.390.400
**
Lua
Pré-história
27 dias
Marte
Pré-história
1,88 ano
227,8
1,5
6.794
0,38
Júpiter
Pré-história
11,90 anos
778
5,2
143.200
2,60
Io
1610
1,80 dia
442**
3.640
0,18
Ganimedes
1610
7,20 dias
1.071**
5.280
0,15
Europa
1610
3,60 dias
671**
3.130
0,14
Calisto
1610
16,80 dias
1.884**
4.480
0,12
Saturno
Pré-história
29,50 anos
1.427
9,5
120.000
1,10
Urano
1781
84,00 anos
2.869
19,2
51.800
0,88
Netuno
1846
164,00 anos
4.497
30,1
49.500
1,14
Plutão
1930
248,00 anos
5.900
39,5
3.100
0,05
* O período orbital corresponde ao tempo de uma revolução completa em torno de seu astro
principal. No caso dos planetas, tal astro é o Sol, e no caso dos satélites, o respectivo
planeta central (i.e., a Terra, no caso da Lua, e Júpiter, no caso de Io, Ganimedes, Europa
e Calisto).
** Para os satélites a distância considerada é tomada em relação ao centro do planeta em
torno do qual eles orbitam. Esta distância deve ser multiplicada por 103 km.
81
Anexo 8. Exemplos de letras de músicas e de questões que podem ser
exploradas em aulas de Astronomia.
Nossa proposta sugere que se faça uso de artes e de músicas no
aprendizado de Astronomia. Como exemplo, aqui apresentamos um pequeno trecho
da música As Pastorinhas , cantada por Dalva de Oliveira, em que se destaca a
estrela d Alva , de autoria de Noel Rosa e João de Barros, de 1937:
As Pastorinhas
A estrela d’Alva
no céu desponta
e a Lua anda tonta
com tamanho esplendor
e as pastorinhas
prá consolo da Lua
vão cantando na rua
lindos versos de amor
linda pastora
morena, da cor de Madalena
tu não tens pena
de min
que vivo tonto pelo seu olhar
linda criança
tu não me sais da lembrança
meu coração não se cansa
de tanto, tanto te amar.
82
Acreditamos
que
as
músicas,
em
geral,
podem
ser
exploradas
didaticamente. Primeiro levantando questionamentos e depois se discutindo as
respostas em grupo. Os questionamentos, neste exemplo, podem ser:
1. Você já viu a estrela d alva?
2. A estrela d alva é, realmente, uma estrela ou é um planeta?
3. Saturno é o único planeta que possui anéis?
4. De que são feitos os anéis de Saturno?
5. Você já viu algum planeta?
6. Para ver planetas é preciso usar o telescópio?
7. O que brilha mais são as estrelas ou os planetas?
8. O que faz um planeta brilhar?
O fato de trabalharmos essas questões implica uma busca de condições por
parte dos participantes, em que algumas das respostas possam ser tiradas da
própria observação.
83
Uma outra música conveniente para esta finalidade, Balão Azul, cantada
por Moraes Moreira, de autoria de Guilherme Arantes, foi lançada em 1991:
Balão azul
Eu vivo sempre no mundo da Lua
Porque sou inteligente, o meu papo é futurista, é lunático
Eu vivo sempre no mundo da Lua
Tenho alma de artista, sou um gênio sonhador e romântico
Eu vivo sempre no mundo da Lua
Porque sou aventureiro desde meu primeiro passo no infinito. Ooh.
Eu vivo sempre no mundo da Lua
Porque sou inteligente, se você quer vir com a gente venha que será um barato
Pegar carona nessa cauda de cometa pela via Láctea, estrada tão bonita
Brincar der esconde-esconde numa nebulosa
Voltar pra casa nosso, lindo balão azul.
Pegar carona nessa cauda de cometa pela via Láctea, estrada tão bonita
Brincar der esconde-esconde numa nebulosa
Voltar pra casa nosso, lindo balão azul.
Pegar carona nessa cauda de cometa pela via Láctea, estrada tão bonita
Brincar der esconde-esconde numa nebulosa
Voltar pra casa nosso, lindo balão azul.
Pegar carona nessa cauda de cometa pela via Láctea, estrada tão bonita
Brincar der esconde-esconde numa nebulosa
Voltar pra casa nosso, lindo balão azul.
Nosso lindo balão azul
Nosso lindo balão azul
Nosso lindo balão azul
Nosso lindo balão azul
Nosso lindo balão azul
84
Os questionamentos, neste outro exemplo, podem ser:
1. O que significa dizer que se vive no mundo da Lua ?
2. Para você toda pessoa inteligente vive no mundo da Lua ?
3. O que é ser futurista ?
4. O que é infinito?
5. O que é um cometa? Represente um cometa numa folha de papel.
6. De que você acha que é feito um cometa?
7. Você já viu, ou ouviu falar, de algum cometa?
8. O que é cauda de um cometa?
9. Para você o que é Via Láctea? Faça uma figura para representá-la.
10. O que o autor dessa música quer dizer quando afirma que a Via Láctea é uma
estrada tão bonita?
11. Para você o que é nebulosa?
12. É fácil se esconder numa nebulosa?
13. O que é o lindo balão azul a que o autor se refere?
14. Por que o autor diz que sua casa é um lindo balão azul?