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Projeto 2 Um mundo de imagens
A observação do céu pelos seres humanos já era praticada na Antiguidade. Ainda não havia instrumentos, mas as observações a olho nu possibilitaram várias descobertas de planetas e estrelas. No entanto, observar o céu a olho nu não permite visualizar os astros com clareza de detalhes. Essa limitação também está presente quando é preciso observar objetos, células ou seres muito pequenos, como bactérias. O estudo do céu e a necessidade de ampliar cada vez mais os conhecimentos científicos possibilitaram a invenção de instrumentos como os telescópios, que permitem ver cada vez mais longe no Universo, e os microscópios, que permitem a visualização de seres menores que 1 milímetro.
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Vamos conversar
1. Você sabe para que serve um telescópio? E um microscópio?
2. Os microscópios são necessários para o estudo de varias doenças. Você sabe por quê?
3. Se você fosse um cientista espacial e precisasse obter fotos detalhadas dos planetas do Sistema Solar, qual instrumento você usaria? Por quê?
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Conhecendo o projeto
Você já viu um telescópio? E um microscópio? Sabe qual é a importância desses instrumentos para a ciência? Conhecer esses instrumentos, sua utilidade e seus usos científicos justifica a proposta deste projeto.
O objetivo deste projeto é conhecer diferentes instrumentos ópticos, criados ao longo dos séculos, que possibilitaram a ampliação das imagens e dos estudos científicos de diversas áreas.
O produto final do projeto é a construção de um microscópio simples, que permitirá enxergar imagens ampliadas que são impossíveis de serem vistas a olho nu.
Etapas do projeto
Etapa 1: O que são instrumentos ópticos?
Etapa 2: Observando o céu
Etapa 3: Captando e registrando imagens
Etapa 4: Construindo uma lupa
Etapa 5: O microscópio
ANDERSON DE ANDRADE PIMENTEL
Vamos começar? Anote abaixo as datas previstas de início e término do projeto.
Início do projeto:
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Término do projeto:
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Etapa 1 O que sâo instrumentos ópticos?
Instrumentos ópticos são equipamentos compostos geralmente de lentes ou espelhos, que têm como finalidade auxiliar na visualização de objetos. A criação de equipamentos ópticos possibilitou muitos avanços para a ciência, tanto na observação a distância, por exemplo no estudo de planetas, estrelas e outros corpos celestes, quanto na ampliação de seres muito pequenos, como bactérias, entre outros.
Veja a seguir alguns desses equipamentos.
Lupa: A lupa é um instrumento formado por uma lente que serve para ampliar aquilo que está sendo observado.
Microscópio: O microscópio serve para observar estruturas muito pequenas que não podemos ver a olho nu, como células e bactérias.
Telescópio e luneta: O telescópio é um instrumento utilizado para observar estrelas, planetas, constelações e outros corpos celestes. O instrumento chamado luneta também nos permite observar esses objetos, porém com menos ampliação e nitidez que as proporcionadas pelo telescópio. Existem telescópios terrestres, como o Grande Telescópio das Canárias, o maior telescópio do mundo, na foto abaixo, e telescópios espaciais, como o Hubble.
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Binóculos: Os binóculos permitem visualizar objetos distantes, porém têm alcance bem menor que o dos telescópios. Há muitos modelos de binóculos com alcances variados.
1 Quais dos instrumentos mostrados nas figuras servem para a observação de objetos distantes?
2 Quais dos instrumentos servem para ampliar estruturas, objetos e seres muito pequenos?
Saiba mais
As lentes e o surgimento do microscópio
Não se sabe ao certo quando as lentes foram inventadas. No entanto, já em 721 a.C, há relatos de um cristal de rocha recortado que tinha propriedades de ampliação. As lentes passaram a ser realmente conhecidas e utilizadas por volta de 1280, na Itália, com a invenção dos óculos. Com sua rápida popularização, logo começaram as primeiras experiências de combinação de lentes para aplicação em instrumentos de ampliação de imagens, resultando na criação do primeiro microscópio.
O crédito pela invenção do microscópio é dado, por volta de 1590, ao holandês Zacharias Jansen, fabricante de lentes para óculos. No início, o instrumento era considerado um brinquedo, que possibilitava a observação de pequenos objetos, utilizado pela realeza europeia.
Foi apenas no final do século XVII que um cientista alemão, Anton van Leeuwenhoek, fez descobertas significativas, usando microscópios simples, com apenas uma lente, produzidos por ele. Esses instrumentos ampliavam entre 50 e 200 vezes. Em 1674, com um desses instrumentos, ele observou nas águas de um lago que "algumas dessas pequenas criaturas eram mais de mil vezes menores do que os menores que já tinha visto". E assim foram descobertos os microrganismos.
Texto elaborado com base em: https://oeds.link/SJey4t. Acessos em: 25 jun. 2022.
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Etapa 2 Observando o céu
Você já observou o céu numa noite estrelada? Já viu alguma constelação?
Constelações são agrupamentos aparentes de estrelas que os astrônomos da Antiguidade imaginaram formar figuras de pessoas, animais ou objetos.
Em uma noite de céu limpo, podemos visualizar e identificar algumas constelações, como Órion e o Cruzeiro do Sul. A visão das constelações varia de acordo com a nossa localização e com os meses do ano, pois a Terra, ao realizar o movimento de translação, faz com que a visualização das estrelas mude durante o ano.
Veja a seguir algumas constelações que são visíveis no Brasil dependendo da época do ano.
Órion: contém as Três Marias e é visível durante o verão no Hemisfério Sul.
Escorpião: recebe esse nome porque o desenho que a representa lembra um escorpião. É visível durante o inverno no Hemisfério Sul.
Cruzeiro do Sul: é visível do final de fevereiro ao final de abril dependendo do horário em que observamos o céu.
-
O que você faria se quisesse observar as constelações?
Sugestão de sites
Quer saber mais sobre as constelações de Órion e do Cruzeiro do Sul? Leia o texto deste site: https://oeds.link/34xNp8. Acesso em: 29 maio 2021.
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Na atividade a seguir, vamos pesquisar como são feitas as observações do céu.
Vamos experimentar
Material necessário
- Computador com acesso à internet para pesquisar nos sites indicados
- Caderno para anotações
- Folhas de sulfite
Como fazer
-
Com seus colegas de grupo, assista aos vídeos indicados.
Principais observatórios do mundo
Disponível em: https://oeds.link/vQMpTI.
Telescópios
Disponível em: https://oeds.link/RSgw3k.
Acessos em: 29 maio 2021.
-
Depois, pesquisem na internet se no estado onde vocês moram há observatórios astronômicos. Vocês podem consultar o site a seguir ou outros indicados pelo professor.
Lista de observatórios astronómicos do Brasil
Disponível em: https://oeds.link/GCoU4z.
Acesso em: 29 maio 2021.
- Escolham três observatórios brasileiros e escrevam no caderno um texto informando onde se localizam, que tipo de telescópio utilizam e outras informações que considerarem interessantes.
- Para finalizar, pesquisem imagens de estrelas e constelações em galerias de fotos em sites de observatórios astronômicos, por exemplo, no site do Observatório de Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, entre outros.
- Formem uma roda de conversa e compartilhem com os outros grupos as informações coletadas.
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Atividades
De acordo com as pesquisas realizadas nos sites indicados, respondam às questões a seguir.
1. O que são observatórios astronômicos?
2. Por que os observatórios astronômicos são construídos em locais distantes das cidades?
3. De acordo com os vídeos assistidos, como funciona um telescópio?
4. Você encontrou as Três Marias na pesquisa que fez para encontrar galerias de fotos das constelações nos sites de observatórios astronômicos? E a constelação do Cruzeiro do Sul? Em uma folha de sulfite, faça um desenho dessas constelações ou de outras imagens do céu que observaram. Converse com os colegas e o professor para organizarem na escola uma exposição dos desenhos que fizeram.
5. Você tem o hábito de observar o céu noturno? Já tentou localizar ou fotografar alguma constelação? Qual?
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Etapa 3 Captando e registrando imagens
As câmera s fotográficas tiveram origem em um objeto conhecido como câmara escura. Esse dispositivo é composto de uma caixa com um pequeno orifício. Quando um objeto é iluminado e colocado diante da caixa, sua imagem invertida é formada na parede oposta ao orifício, como indicado na figura abaixo. Na época em que foi criada, a câmara escura era usada no estudo de fenômenos astronômicos e por artistas, que utilizavam as imagens projetadas como base para seus desenhos e pinturas.
A primeira máquina fotográfica foi apresentada em 1839 por Louis Daguerre e recebeu o nome de daguerreótipo. Veja a seguir uma foto desse instrumento e outras fotos que mostram como as máquinas fotográficas foram evoluindo ao longo do tempo, graças à tecnologia, até chegar às câmeras fotográficas que conhecemos hoje.
Atualmente, a fotografia está muito acessível, o que facilita o registro de momentos importantes para as pessoas e para a história, sendo também uma forma de arte. Você gosta de tirar fotos? Já visitou alguma exposição de fotografias?
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A captura e o registro de imagens auxiliaram e auxiliam o ser humano a estudar e a entender melhor o que acontece pelo mundo e até mesmo no Universo.
A Agência Espacial Norte-Americana (NASA), por exemplo, utiliza câmeras acopladas a veículos espaciais em suas pesquisas. Em 18 de fevereiro de 2021, um desses veículos, o Perseverance, pousou em Marte equipado com 23 câmeras que captaram e transmitiram imagens do planeta vermelho em tempo real.
- Acoplado:
- ligado formando um único conjunto.
As imagens de alta qualidade permitem que os cientistas analisem algumas características do planeta que nunca haviam sido observadas.
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- O veículo espacial Perseverance partiu da Flórida, nos Estados Unidos da América, em 30 de julho de 2020 e chegou a Marte no dia 18 de fevereiro de 2021. Quantos meses, aproximadamente, o Perseverance demorou para chegar a Marte?
- Observe no quadro a duração de um dia e de um ano na Terra e em Marte.
Duração do dia | Duração do ano | |
---|---|---|
Terra | 23 h 56 min | 365 dias* |
Marte | 24 h 37 min | 687 dias** |
* exceto anos bissextos ** dias terrestres
Dados obtidos em: https://oeds.link/NJr0o2. Acesso em: 31 maio 2021.
De acordo com o quadro, responda:
-
O ano em Marte tem quantos dias a mais que o ano na Terra?
-
Quantos anos da Terra equivalem a aproximadamente um ano de Marte?
-
Considerando a resposta dada no item b, qual seria a sua idade em Marte?
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-
Calcule a duração do dia na Terra e em Marte, em segundo.
-
Qual é a diferença entre a duração do dia nos dois planetas em segundo?
Vamos avaliar
-
Marque X nos instrumentos ópticos que você conheceu neste projeto.
- (___) Binóculo.
- (___) Lupa.
- (___) Microfone.
- (___) Telescópio.
- (___) Geladeira.
- (___) Microscópio.
-
Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do texto a seguir. Entre os equipamentos dos observatórios astronômicos, destacam-se os
, que podem ser compostos de e .
- (___) Binóculos; lentes; protetores para os olhos
- (___) Microscópios; lentes; espelhos
- (___) Telescópios; lentes; espelhos
- (___) Satélites; lentes; telescópios
-
Corrija no caderno a afirmação a seguir se estiver errada.
Para que a imagem de um objeto se forme na câmara escura, é preciso que o objeto esteja diante da caixa e iluminado, para que a luz passe pelo orifício e projete a imagem invertida na parede oposta ao orifício.
-
Você acha que os instrumentos ópticos são necessários? Por quê?
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Etapa 4 Construindo uma lupa
A lupa é o instrumento mais simples que você conheceu na etapa anterior e é fácil de ser encontrado em papelarias e ópticas.
Nesta etapa, você vai aprender a fazer uma lupa caseira com materiais bem simples. A lupa tem várias utilidades: auxilia na leitura de letras miúdas, como as usadas em alguns rótulos e bulas de medicamentos, permite visualizar detalhes de folhas de plantas e de insetos, entre outros usos.
Vamos experimentar
Material necessário
- Garrafa PET cilíndrica transparente
- Água
- Caderno para anotações
Como fazer
- Com a orientação do professor, encham completamente a garrafa PET com água e fechem bem a tampa para não vazar.
- Posicione a garrafa deitada sobre o objeto que você quer ampliar. Você pode testar aqui mesmo sobre o texto do livro.
Atividades
- Posicione a sua lupa bem próximo das letras desta página e distancie-a lentamente, observando a mudança no tamanho e na nitidez. Conte aos colegas o que você percebeu ao movimentar sua lupa.
- Pegue a lupa que você fez com a garrafa PET e, com a orientação do professor, circule pela escola em busca de uma planta e observe uma de suas folhas com e sem a lupa. Registre suas observações.
- Observe com a lupa a terra em que a planta está. Desenhe numa folha de papel como ficou a imagem da terra observada com a lupa.
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Etapa 5 O microscópio
O microscópio é um instrumento óptico que amplia imagens de objetos extremamente pequenos, como células e microrganismos, que são seres tão pequenos que não é possível observá-los sem o auxílio de equipamentos ópticos. Em sua forma mais simples, o microscópio é composto de duas lentes - uma delas mais próxima do objeto a ser observado e a outra mais perto dos olhos do observador.
A invenção dos microscópios possibilitou grandes avanços nas pesquisas de microrganismos causadores de doenças.
Na atividade a seguir, você e seus colegas de grupo vão construir um modelo simples de microscópio com pequeno poder de ampliação, mas que ajudará a obter imagens mais detalhadas de folhas de plantas e do que mais desejarem investigar.
Vamos experimentar
Material necessário
- Aparelho celular com câmera
- Lente pequena retirada de caneta laser
- Pedaço quadrado de E.V.A. com 3 cm de lado
- Fita adesiva
- Folha de papel sulfite
- Tesoura com pontas arredondadas
- 2 rolos de papel higiênico
- 1 lanterna pequena
- Cartas de jogo
- Folhas de plantas e outros objetos para observar
Como fazer
- Reúnam-se em grupos de 3 ou 4 integrantes.
- O professor fará um recorte circular no pedaço de E.V.A. com tamanho suficiente para encaixar a lente. Em seguida, posicionem a lente sobre a câmera do aparelho celular, como na foto 1, e fixem o E.V.A. usando a fita adesiva.
- Coloquem os dois rolos de papel higiênico lado a lado e, no interior de um dos rolos, coloquem a lanterna acesa em pé com a luz voltada para cima (foto 2). Sobre o outro rolo, coloquem algumas cartas de jogo para servir de apoio para o aparelho celular.
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-
Apoiem um pedaço da folha de papel sulfite sobre o rolo em que está a lanterna e posicionem sobre o papel o objeto que desejam ver em detalhes (foto 3). Na foto, está sendo usada a folha de uma planta.
-
Em seguida, posicionem o celular sobre as cartas de jogo de modo que a câmera com a lente acoplada fique sobre o objeto que vocês vão observar (foto 4). Variem a quantidade de cartas até que a imagem obtida na tela do celular entre em foco.
-
Façam outras observações, verificando a ampliação de folhas, cascas de cebola, fatias bem finas de legumes ou frutas, grãos de areia etc.
Atividades
1. Que detalhes dos objetos que vocês não conseguiam enxergar a olho nu foi possível identificar com o microscópio que construíram?
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2. Registrem no seu caderno uma das imagens ampliadas dos objetos observados pelo microscópio que construíram. Pode ser um desenho ou, se possível, fotos impressas tiradas com a câmera do celular.
3. Pesquisem na internet diferentes modelos de microscópios e escolham um deles para apresentar aos colegas. Desenhem seus componentes e identifiquem cada um. Depois, formem uma roda de conversa, compartilhem com os colegas o desenho e o que aprenderam sobre esses instrumentos.
Vamos avaliar
Como você avalia seu desenvolvimento até agora? Responda às questões para descobrir.
-
Você e seus colegas de grupo tiveram dificuldade para construir o microscópio? Se sim, como fizeram para resolver essa situação?
-
Você colaborou com os colegas do grupo na realização dos experimentos?
-
Em qual dos experimentos (lupa ou microscópio) a imagem obtida estava mais nítida? Por quê?
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Finalizando
Neste projeto, você estudou e construiu alguns instrumentos que nos auxiliam a enxergar aquilo que não podemos ver a olho nu ou a grandes distâncias. Agora, vamos pensar em como podemos compartilhar com as pessoas tudo o que aprendemos.
Vamos avaliar
Forme uma roda de conversa com os colegas e discuta os seguintes itens:
- Quais instrumentos ópticos estudados você não conhecia?
- Você entendeu a importância dos instrumentos ópticos?
-
Os avanços científicos e tecnológicos são resultado de pesquisas e estudos realizados continuamente. Você concorda com essa ideia?
Gostaria de ser cientista? Explique suas respostas.
Hora de compartilhar!
Organizem, com as orientações do professor, uma "Mostra Científica" em um espaço da escola e exponham as lupas e os microscópios que vocês produziram. Anotem a seguir os objetos que levarão para mostrar o funcionamento dos instrumentos que fizeram.
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Avaliando o nosso projeto
Ouça com atenção as orientações do professor para compreender o que significa cada item a ser avaliado. Depois, responda a cada pergunta preenchendo o quadrinho correspondente sobre o modo como você se avalia.
Sim | Às vezes | Nem sempre | |
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Ouvi e respeitei a opinião dos colegas e contribuí para manter um bom relacionamento entre todos? | |||
Demonstrei interesse nas atividades propostas e participei ativamente delas? | |||
Compreendi os conteúdos trabalhados? | |||
Levantei hipóteses e consultei diferentes materiais de pesquisa? | |||
Utilizei os recursos digitais adequadamente conforme as orientações do professor? | |||
Atingi os objetivos do projeto? |