A NATUREZA DA LUZ E OS EXPERIMENTOS HISTÓRICOS: UMA PROPOSTA DE ABORDAGEM

## A NATUREZA DA LUZ E OS EXPERIMENTOS HISTÓRICOS: UMA PROPOSTA DE ABORDAGEM

## Henrique de Souza Santos 1 , José Claudio de Oliveira Reis 2 , Giselle Faur de Castro Catarino 3

- 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), santos.henrique@uerj.br
- 2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), jclaudio@uerj.br
- 3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), gisellefaur@gmail.com

Palavras-chave

: luz; onda; corpúsculo

## Resumo expandido

O presente resumo versa sobre uma proposta de encadeamento de conteúdos referentes à natureza da luz, organizado a partir de dois eixos: a abordagem da História e Filosofia da Ciência (HFC) e o Experimento Histórico, que serão aqui descritos e caracterizados. A proposta apresentada foi aplicada em uma disciplina específica da Licenciatura em Física de uma Universidade pública do Estado do Rio de Janeiro e alguns resultados serão brevemente apresentados posteriormente.

A abordagem da História e Filosofia da Ciência foi escolhida pelas seguintes potencialidades: humanizar os conteúdos a serem ministrados, o que atrai a atenção dos alunos e os motiva; apresentar uma visão do empreendimento científico mais verossímil, a qual GIL-PÉREZ et al. (2001) denomina de imagem não deformada da ciência; e discutir temas normalmente não contemplados no ensino básico tradicional relacionados à Natureza da Ciência (NdC) (MATTHEWS, 1995).

Nesse sentido, uma visão mais adequada do empreendimento científico deve considerar: (1) a mutabilidade e a não linearidade da ciência; (2) a inexistência de um único método científico, cuja primeira etapa sempre é a observação impessoal e que, se todas as etapas forem fielmente e corretamente reproduzidas, gera inequivocadamente uma nova lei ou teoria científica; (3) a não hierarquização entre teoria e experimento, isto é, este não prova aquele; (4) o intenso e constante diálogo entre a ciência e o contexto histórico a qual se vincula; (5) a subjetividade na atividade dos cientistas através de suas convicções e experiências de vida (McCOMAS; ALMAZROA; CLOUGH, 1998, MOURA, 2014; GIL-PÉREZ et al., 2001).

Neste trabalho, especificamente, o primeiro eixo, referente à abordagem da História e Filosofia da Ciência, se baseia na apresentação das diferentes concepções sobre a natureza da luz no recorte histórico entre René Descartes (1596 - 1651) e Augustin-Jean Fresnel (1788 - 1827), perpassando Christiann Huygens (1629 - 1695), Isaac Newton (1642 - 1727) e Thomas Young (1773 - 1829). Embora as diversas concepções possuam peculiaridades conceituais, que são explicitadas aos discentes através de aulas expositivas abertas à discussão, em linhas gerais, consideram a luz como uma onda ou constituída de minúsculos corpúsculos. As teorias ondulatória e corpuscular da luz rivalizaram durante séculos (DESCARTES, 2008; FORATO, 2009; NEWTON, 2002; ROCHA et al., 2011).

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Sempre que possível, foram trazidos para sala de aula aspectos externos ao empreendimento científico como forma de ratificar seu caráter dialógico com o contexto histórico a qual se associa. Um exemplo disto foi a hegemonia alcançada perante as academias científicas pela teoria corpuscular da luz devido ao prestígio de Newton à época. Durante muitos anos, esta teoria corpuscular newtoniana prevaleceu, porém, gradativamente, a teoria antagônica sobre a natureza da luz, ondulatória, se desenvolveu a partir de Huygens, Young, Fresnel e outros. Um marco importante para a inversão deste cenário apresentado foi a experiência de Young realizada em 1801, conhecida como experiência da dupla fenda. Na ocasião, Young foi capaz de estimar o comprimento de onda da luz solar, um indício decisivo a favor da natureza ondulatória da luz (FORATO, 2009; ROCHA et al., 2011).

Como proposta para a superação da visão inadequada sobre o empreendimento empírico, já mencionada anteriormente, empregou-se o Experimento Histórico como segundo eixo. Desta forma, abre-se a possibilidade de discussão sobre a importância da experimentação no desenvolvimento da ciência, muito mais complexa e extensa do que mero mecanismo de validação ou refutação de teorias (GALISON, 1987; HEERING; HÖTTECKE, 2014).

Como Experimento Histórico para a proposta, utilizou-se o experimento de Young. Em sua experiência, Young produziu, com o auxílio de um alfinete, dois orifícios em um papel grosso e observou a propagação da luz solar através deste papel. Examinou, então, o que se formava em um anteparo situado atrás do papel, ou seja, o padrão de interferência (algo simular à figura 1d). O objetivo do segundo eixo é exatamente a reprodução a mais fidedigna possível dessa experiência a partir de materiais de baixo custo. Um esquema do aparato experimental é exposto na figura 01-a. A fonte luminosa utilizada no experimento é o laser monocromático de baixa potência, pois é mais controlável em ambientes fechados do que a luz solar e, se utilizado de forma correta, é seguro.

Figura 01: (a) Experimento Histórico construído a partir de materiais de baixo custo; (b) padrão de interferência obtido em anteparo a partir do experimento 1a; (c) modelo ilustrativo do padrão de interferência que Young deve ter obtido em 1801; (d) exemplo de padrão real de interferência que Young possivelmente observou em 1801.

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Para que todos os discentes da disciplina ministrada pudessem construir seus próprios aparatos experimentais, o que visa a estimular os futuros professores a valorizarem e utilizarem experimentos em suas práticas docentes, adaptou-se a construção do experimento referente à natureza da luz em sala de aula, preferindo-

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se o uso de materiais de baixo custo, como garrafas PET, canos PVC e porções de lata de alumínio para bebidas (figura 01-a).

Através das diversas discussões iniciadas a partir de tópicos abordados de ambos os eixos ou das respostas dos questionários aplicados durante as aulas, foi possível depreender que os alunos puderam problematizar suas próprias visões e construíram uma visão mais verossímil do empreendimento científico, muitas vezes confrontando algum conteúdo ministrado a partir dos dois eixos e o conhecimento adquirido previamente através do estudo ou da experiência. O retorno fornecido pelos estudantes sempre foi considerado para a adequação das práticas docentes futuras, uma vez que sinaliza os pontos que necessitam ser alterados.

Deste modo, sumariamente, os principais conceitos referentes aos dois eixos foram apresentados, o que sinaliza que o objetivo do presente resumo foi alcançado. Espera-se que tenham sido destacadas o suficiente a importância e a potencialidade de utilização da abordagem de História e Filosofia da Ciência no ensino e que esta, quando conectada ao uso de Experimentos Históricos, torna o processo de ensino-aprendizagem ainda mais rico, produtivo e significativo.

## Referências

DESCARTES, R. O mundo ou tratado da luz . Tradução de Érico Andrade. São Paulo: Editora Hedra, 2008.

FORATO, T. A natureza da ciência como saber escolar: um estudo de caso a partir da história da luz . 2009. 2v f. Tese (Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática|) - Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo.

GALISON, P. How experiments end . Chicago: The University of Chicago Press, 1987.

GIL-PERÉZ, D. et al. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência &amp; Educação , v. 7, n. 2, p. 125-153, 2001.

HEERING, P; HÖTTECKE, D. Historical-investigative approaches in science teaching. In: MATTHEWS, M. R. (Ed.). International handbook of research in history, philosophy and science teaching . Dordrecht; Heidelberg; New York; London: Springer, 2014.

MATTHEWS, M. R. História, filosofia e ensino de ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v. 12, n. 3, p. 164214, dez. 1995.

McCOMAS, W. F.; ALMAZROA, H.; CLOUGH, M. P. The nature of science in science education: an introduction. Science &amp; Education , v. 7, n. 6, p. 511-532, 1998.

MOURA, B. A. O que é natureza da ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência? Revista Brasileira de História da Ciência , v. 7, n. 1, p. 3246, jun. 2014.

NEWTON, I. Óptica . Tradução de André Koch Torres Assis. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2002.

ROCHA, J. F. (Org.) et al. Origens e evolução das ideias da física . Salvador: Editora da Universidade Federal da Bahia, 2011.

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