Projeto Jovens Talentos - Uma Experiência Pessoal

## PROJETO JOVENS TALENTOS - UMA EXPERIÊNCIA PESSOAL

Sandra da Silva Pedro (sspedro80@hotmail.com) a Lilian Pantoja Sosman (sosman@uerj.br) a Armando Dias Tavares Jr.(tavares@uerj.br)

a Instituto de Física- Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Rua São Francisco Xavier 524, Maracanã, Rio de Janeiro, RJ CEP20559-900

## RESUMO

O Projeto Jovens Talentos foi implantado no Estado do Rio de Janeiro, em 1999, através de uma parceria entre a FAPERJ e a Fundação Centro de Ciências do Estado do Rio de Janeiro, ligada à Secretaria de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio de Janeiro. O objetivo deste Projeto é proporcionar aos alunos do Ensino Médio da Rede Estadual a oportunidade de estágio em um grupo de pesquisa, na tentativa de 'conquistá-los' para a carreira Científica. A seleção prévia dos alunos é feita pela Coordenação do Projeto e os alunos selecionados são encaminhados aos pesquisadores participantes. Os alunos selecionados recebem uma bolsa de estudos da FAPERJ, durante 8 meses, categoria pré-iniciação científica. A formação de um pesquisador altamente capacitado é um processo que dura alguns anos e que por isto deve ser iniciado tão cedo quanto possível. Por esse motivo o Projeto Jovens Talentos assume no Estado do Rio de Janeiro uma grande importância na conquista de estudantes para a Ciência e a Pesquisa.

Em 1999, através do processo E-26/151.586/99, foi concedida uma bolsa de estudo à aluna Sandra da Silva Pedro, do segundo ano do Ensino Médio do CIEP Nação Mangueirense, do Rio de Janeiro. A aluna iniciou a pré-iniciação científica como integrante do Grupo de Espectroscopia do Instituto de Física da UERJ. Em 2000 e 2001 a aluna apresentou trabalhos na Jornada Jovens Talentos, em que descrevia experiências realizadas em sua pré-iniciação científica. Em 2001 a aluna ingressou na UERJ, no curso de Física no qual está no momento em fase de conclusão. Neste trabalho pretendemos descrever sucintamente o método de ensino e os trabalhos desenvolvidos pela aluna. O nosso objetivo é corroborar a tese do CECIERJ de que alunos de Ensino Médio de regiões carentes podem ser conquistados para a Ciência.

## APOIOS: FAPERJ, CNPq, UERJ

## PALAVRAS-CHAVE

Pré-iniciação científica, iniciação científica, Projeto Jovens Talentos

## 1. INTRODUÇÃO

A formação de um pesquisador altamente capacitado em física experimental é um processo que dura vários anos, e por isto deve ser iniciado tão cedo quanto possível. O estudante deve aprender a manipular instrumentos de medida, programas computacionais de controle de equipamento e tratamento de dados, analisar qualitativa e quantitativamente esses dados, formalizar os resultados obtidos e observar a validade do experimento. O aluno que inicia o seu aprendizado em física experimental é colocado diante dessa realidade e, caso não possua vontade férrea, ou não seja bastante estimulado pelo grupo do qual participa, tende geralmente a desistir da tarefa. O Projeto Jovens Talentos tem o mérito de inserir alunos do ensino médio de escolas estaduais em grupos de pesquisa, permitindo que adquira uma experiência pessoal e intelectual diversa daquela vivida na escola e em seu meio familiar e social. Além de obter novos conhecimentos, o aluno também recebe o apoio financeiro de uma bolsa de estudos. Esta quantia permite uma melhor alimentação e a aquisição de bens que não faziam parte de seu cotidiano e que agora o enriquecem, como livros e revistas. Além disso, ao freqüentar a Universidade, o aluno tem acesso aos eventos culturais oferecidos gratuitamente ou, em geral, a preços subvencionados, que em outros locais não seriam acessíveis a seu padrão econômico. O aluno também tem a oportunidade de assistir palestras sobre

os mais variados assuntos e participar de encontros, congressos e semanas científicas. Além de todas essas oportunidades oferecidas, o orientador também ajuda na formação do aluno, uma vez que o desenvolvimento da física é bastante vinculado ao conhecimento matemático. No caso específico que vamos narrar, a aluna estudou física, química, matemática e biologia, para desenvolver os seus trabalhos de pré-iniciação. Esse estudo foi de grande valia tanto no momento do vestibular quanto no início de sua vida acadêmica. A carreira científica da aluna teve seu primeiro produto no ano de 2000, quando a aluna apresentou, na I Jornada Jovens Talentos e em conjunto com outros bolsistas integrantes do grupo, o trabalho 'Óptica' em que descrevia uma das experiências realizadas em sua pré-iniciação, na qual obteve a espessura de um fio de cabelo utilizando os fenômenos de interferência e difração. Em 2001 a aluna apresentou individualmente um trabalho na III Jornada Jovens Talentos, no qual analisava medidas de absorção óptica da clorofila (realizadas no LAQAM, no Instituto de Química da -UERJ) e explicava a relação entre o processo de fotossíntese e a absorção de luz. Em 2001, a aluna ingressou no curso de Física, no primeiro semestre, na UERJ.

No início de 2003 fizemos um projeto de pesquisa em espectroscopia fototérmica, solicitando uma bolsa de iniciação científica, concedida em agosto de 2003 pelo programa PIBIC-UERJ. O projeto foi desenvolvido e a aluna e apresentou os resultados de suas pesquisas no XXVII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, em maio de 2004. Em julho de 2004 foi concedida, pelo programa PIBIC-UERJ, a renovação da bolsa a partir de agosto, para a continuação do projeto em espectroscopia fototérmica. Cabe ressaltar que, apesar de algumas dificuldades naturais no início do curso de graduação, a aluna vem aumentando o seu aproveitamento a cada semestre, sendo aprovada nas disciplinas, em geral com notas acima de 7,0. A evolução da aluna nesses anos é um fato bastante notável, principalmente se analisarmos a sua condição sócio - econômica, e por isso o nosso objetivo atual é preparar a aluna para iniciar o seu mestrado em física experimental. Apesar de não apresentarmos dados estatísticos (dos quais nem mesmo dispomos), e partindo do simples conhecimento de vários alunos que estagiaram no IF-UERJ e que ingressaram, ou estão ingressando, na carreira científica, formamos o conceito de que hoje, no Rio de Janeiro, é indispensável a manutenção do Projeto Jovens Talentos, por seu impacto na formação e 'conquista' de futuros membros para a comunidade científica local. Neste trabalho pretendemos descrever sucintamente o método de ensino aplicado e a trajetória desta aluna.

## 2. DESCRIÇÃO DO TRABALHO DESENVOLVIDO

O primeiro passo ao se iniciar o trabalho de orientação da pré-iniciação científica foi argüir a aluna sobre os pontos da disciplina Física que já haviam sido estudados em sua escola até aquela data (agosto de 1999), para que fosse possível organizarmos um cronograma estudo. A aluna discorreu sobre os assuntos conhecidos até então. Até aquela data, a aluna havia estudado tópicos de Cinemática e Dinâmica, e alguns conceitos iniciais de Óptica Geométrica, sem grandes aprofundamentos, devido a curta carga horária da disciplina durante o Ensino Médio e à falta de laboratórios para uma demonstração dos fenômenos estudados. Como pode ser percebido, o conhecimento sobre a disciplina era bastante limitado, posto que a carga horária reservada na escola para aulas de Física era de apenas 2 tempos (100 minutos) semanais. Tentando tornar o trabalho interessante para a aluna, propusemos o seguinte método:

- 1. Inicialmente era feita uma pequena exposição do experimento a ser realizado no dia. O material didático era selecionado e apresentado à aluna, com a orientação de como e porque aquele determinado equipamento seria utilizado;
- 2. A seguir, em uma pequena aula de 40-50 minutos apresentava-se a teoria do fenômeno a ser estudado, em um nível acessível à escolaridade e maturidade intelectual da aluna. Nesta pequena aula apresentávamos também o roteiro do experimento;
- 3. A experiência era montada pela aluna, sob a supervisão da orientadora. Nesta etapa procurávamos alertar quando havia algum passo errado, porém sem apresentar a solução imediatamente. Na maioria das vezes a aluna conseguia solucionar a pendência;
- 4. Durante o experimento, para cada fato observado, a aluna tinha que fazer uma descrição objetiva, porém sem a utilização da teoria. A aluna era orientada a anotar dados e realizar as medidas necessárias para o posterior desenvolvimento quantitativo do experimento.
- 5. Ao término do experimento a aluna escrevia um relatório, com cálculos, gráficos, etc e respondia algumas questões, que então eram discutidas com a orientadora.
- 6. No encontro seguinte a aluna utilizava as ferramentas de informática - programas Microsoft Word para escrever o texto do relatório e Microcal Origin para fazer novamente os gráficos que já haviam sido feitos em folhas de papel milimetrado, log-log ou mono-log, conforme a conveniência.
- 7. Os experimentos foram realizados na ordem descrita a seguir, a partir de roteiros utilizados no curso de Graduação [1]:
- a) 'Reflexão e Refração da luz': neste experimento a aluna estudou o fenômeno da reflexão da luz em superfícies planas e determinou o índice de refração de um material transparente.
- b) 'Refração da luz por um prisma. Dispersão da luz': neste experimento foi observada a dispersão que um feixe de luz branca sofre ao atravessar um prisma.
- c) 'Espectroscopia': neste experimento estuda-se as raias de emissão de lâmpadas através de um espectroscópio de prisma.
- d) 'Lentes e Formação de Imagens': neste experimento verificamos a propriedade focalizadora de uma superfície esférica e a formação de imagens utilizando lentes convergentes e divergentes, assim como determinar a distância focal de uma lente.
- e) 'Interferência': nesta experiência a aluna estudou o fenômen o da interferência entre dois feixes de luz e usou as propriedades deste fenômeno para medir o comprimento de onda de uma fonte laser.
- f) 'Medida de pequenas espessuras utilizando o método da difração da luz': neste experimento foi utilizado um laser de hélio-neônio e as técnicas de interferência e difração para determinação da espessura de um fio de cabelo.

Os experimentos descritos foram desenvolvidos no período entre agosto de 1999 e fevereiro de 2000. Uma nova fase teve início em março de 2000, com a renovação da bolsa até fevereiro de 2001 e a conseqüente permanência da aluna no projeto. A seguir descreveremos as atividades realizadas na préiniciação da aluna neste período [2].

- g) 'Difração e Formação de Imagens por um Pequeno Orifício': o objetivo é estabelecer, de forma qualitativa, a relação entre o diâmetro do diafragma e a nitidez e tipo de imagem formada.
- h) 'Holografia': Neste experimento a aluna aprendeu a obter e a revelar um filme holográfico.
- i) 'Espectroscopia Óptica'. Nesta fase a aluna estudou o funcionamento dos seguintes componentes: câmara de iluminação (arranjo geométrico composto de lâmpada espectral, lentes e espelhos de focalização), monocromador, espectrômetro e fotomultiplicadora. O estudo teve como objetivo qualificar a aluna para a realização de um experimento de espectroscopia de absorção, descrita no item seguinte.
- j) 'Absorção Óptica': foi realizado um experimento no laboratório de pesquisa do IQ-UERJ, com a obtenção de um espectro normalizado da absorção da luz pela clorofila, no intervalo do visível. Este espectro foi analisado e os resultados apresentados em III Jornada Jovens Talentos, UERJ, em 2001 [3].

## 3. RESULTADOS OBTIDOS

De acordo com declaração da bolsista, 'as aulas em laboratório foram o maior estímulo que eu poderia ter' [6]. Ainda de acordo com a aluna [6], 'o que a motivou foi a possibilidade de ter contato com a ciência durante um longo período'. Após este período de pré-IC a aluna foi aprovada no

vestibular UERJ em 2001, e já cursando a graduação em Física, continuou seu trabalho na área de espectroscopia. Nesse momento foi iniciado um projeto para a área de materiais. Foi estudado o método cerâmico para o preparo de amostras isolantes contendo metais de transição e sua análise por difração de raios X. Este projeto envolveu uma introdução à Química Geral e à Física Moderna. Dessa linha de pesquisa e com o conhecimento do método de preparo de amostras ópticas, surgiu o primeiro projeto de Iniciação Científica da aluna, iniciado em agosto de 2003. Neste projeto foi produzida a amostra LiGaSiO 4 :Cr 3+ (5%). Para preparar a amostra a aluna aprendeu a analisar um diagrama de fase [4] para escolher as quantidades dos componentes, a temperatura e o tempo necessários para a síntese desejada. Após o preparo, foi obtido o difratograma de raios X dessa amostra pelo Dr. H. Salim do Amorim, do Laboratório de Cristalografia do IF-UFRJ. A aluna então analisou o difratograma comparando-o com as tabelas da Base Internacional de Dados ( JCPDS ) e assim concluiu sobre a formação do composto desejado. Como o objetivo do projeto foi produzir uma amostra óptica, a aluna iniciou o estudo da absorção óptica de amostras isolantes dopadas com Cr 3+ . Nesta fase a aluna estudou a teoria das transições de energia da configuração eletrônica d, aprendendo a identificá-las e a calcular 3 os parâmetros de energia desta configuração. Neste momento tornou-se necessária a realização de um experimento no qual a aluna pudesse aplicar o conhecimento teórico adquirido. Foi iniciada então uma colaboração com o Dr. M. Massunaga, do Laboratório de Ciências Físicas da UENF. Neste laboratório foi realizado, com a participação da aluna, o experimento para a obtenção de um espectro de absorção fotoacústica. Utilizando o conhecimento teórico adquirido previamente a aluna an alisou os dados e apresentou um trabalho no XXVII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada [5].

Paralelamente ao desenvolvimento científico, é importante ressaltar o desempenho da aluna no curso de graduação. No primeiro período, com as dificuldades naturais de adaptação e já sem dispor do auxílio financeiro da bolsa de pré-iniciação que até então percebia, a aluna obteve um coeficiente de rendimento (CR) igual à 6,25. No terceiro semestre o CR acumulado da aluna foi 6,58. No semestre mais recente seu CR foi 8,26, o que mostra um grande progresso em seu curso, cuja conclusão está prevista para o primeiro semestre de 2005.

## 4. CONCLUS ÃO

Através do trabalho desenvolvido durante dois anos na orientação de pré-iniciação científica, foi possível verificar que o estudante de Ensino Médio da rede estadual possui condições de transpor as barreiras econômicas e sociais, e ingressar com sucesso na carreira da Ciência. Com esta observação, formamos o conceito de que hoje, no Rio de Janeiro, é indispensável a manutenção do Projeto Jovens Talentos, por seu impacto na atração de jovens estudantes e na formação destes futuros membros da comunidade científica.

## 5.REFERÊNCIAS

- [1] A. A. Tagliaferri; L. P. Sosman; M. L. Netto Grillo; R. J. M. da Fonseca; 'Roteiros para as Experiências de Laboratório de Óptica' , IF-UERJ (2000).
- [2] Sandra da Silva Pedro, 'Relatório Final de Pré-Iniciação Científica: Óptica' , CECIERJ - FAPERJ (2001).
- [3] Sandra da Silva Pedro; 'Espectroscopia de Absorção no Visível', Caderno de Resumos da III Jornada Jovens Talentos, pg. 50 (2001).
- [4] P. Quintana, A. R. West, 'Compound Formation and Phase Equilibria in the System Li SiO4 4 -LiGaSiO4' Journal of Solid State Chemistry , 81, 257-270 (1989).
- [6] 'Nexo', revista da FAPERJ, N 1, pag. 13 (2002). 0
- [5] S. S . Pedro, L. P. Sosman, M. S. de O. Massunaga, 'Espectroscopia Fotoacústica do LiGaSiO 4 :Cr 3+ ', Resumos do XXVII ENFMC, Sociedade Brasileira de Física, pg 71 (2004).