SOFTWARE DE SIMULAÇÕES PARA O ENSINO DE FÍSICA: EXPERIMENTO DA FENDA DUPLA DE YOUNG

## SOFTWARE DE SIMULAÇÕES PARA O ENSINO DE FÍSICA: EXPERIMENTO DA FENDA DUPLA DE YOUNG

## Miquéias de Mendonça dos Santos 1 , Alex Emanuel Barros Costa 2 , Frederico Salgueiro Passos 3

- 1 Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió, mms19@aluno.ifal.edu.br
- 2 Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió, alex.costa@ifal.edu.br
- 3 Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió, fspassos@ifal.edu.br

Palavras-chave : Software; Simulações; VPython.

## Resumo expandido

Durante a pandemia, no ensino remoto, a necessidade dos professores de recorrer às ferramentas digitais aumentou (COSTA; NASCIMENTO, 2020). Dessa forma, de acordo com Quadro-Flores e Raposo-Rivas (2017), no âmbito educacional, a utilização de recursos tecnológicos nos últimos anos vem tendo um crescimento. Com isso, quando bem aplicados, esses métodos tecnológicos acabam sendo eficazes no processo de ensino-aprendizagem, pois exploram diferentes formas do aluno absorver o conteúdo.

Sendo assim, faz-se necessário buscar estratégias educacionais para a aplicação das ferramentas digitais dentro da sala de aula. Ao elaborar uma sequência didática, o professor pode separar em etapas o processo de ensino, e também pode utilizar vários recursos didáticos, como textos, gráficos, tabelas, entre outros (FRANCO, 2018). Assim, as sequências didáticas acabam sendo um bom método de aplicabilidade, visto que a utilização dos recursos acontece de forma sequencial e pensada estrategicamente no contexto de cada turma. Com base nisso, pode-se sugerir que as simulações computacionais podem ser eficazes no processo de ensino aprendizagem, pois permitem que desse conjunto de recursos o aluno tenha uma visão mais concreta de um conteúdo a partir da visualização, tendo em vista que os recursos visuais são de grande importância para o processo de compreensão do fenômeno em questão.

- A partir disso, pensando em um conteúdo relacionado ao conceito de ondas, o fenômeno escolhido no trabalho foi o experimento da fenda dupla de Young, no qual foi demonstrado que a luz também pode se comportar como onda (NUSSENZVEIG, 1998).

Dessa forma, este trabalho visa a construção de um software contendo simulação computacional para descrever o fenômeno da fenda dupla de Young. Para essa produção, foi utilizada a linguagem de programação Python, que apresenta a biblioteca Tkinter, usada para desenvolver interfaces gráficas, e a extensão VPython, que permite ao usuário programar simulações tridimensionais que podem ser utilizadas para demonstrar fenômenos físicos (HERNÁNDEZ; LÓPEZ; CASTRO, 2016). A construção do software de simulações foi dividida em duas etapas, a primeira foi a construção da interface do programa e a segunda etapa se deu na construção da simulação em si.

Na primeira etapa, a interface do software (tela principal) foi desenvolvida utilizando a biblioteca Tkinter. A tela principal é composta por três botões (figura 1), o

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8 a 10 de novembro de 2023 - SNEF em Rede: Laços e Nós do Ensino de Física

primeiro possui a função de executar as simulações, conforme apresenta a figura 2 (a), o segundo botão tem a função de obter informações adicionais sobre o conteúdo (curto texto explicativo sobre fótons, interferência, ondas, partícula, padrão de difração e Thomas Young), figura 2 (b) e o terceiro botão de sair do software.

Figura 1 : Tela principal do software.

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Figura 2 : Tela de funcionalidade do botão de simulações em (a) e funcionalidade do botão 'sobre' em (b).

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Na segunda etapa do processo de construção, a simulação computacional foi desenvolvida utilizando a extensão VPython da linguagem de programação Python, que permite criar objetos tridimensionais e incrementar movimentos a eles. Assim, foi possível desenvolver o experimento da fenda dupla de Young de forma computacional utilizando esse recurso. Dessa maneira, ao executar a simulação no software, uma nova janela com a simulação é aberta, contendo as funções de iniciar, pausar, aumentar ou diminuir as distâncias entre as fendas, ocultar ou reexibir o padrão de difração e exibir gráficos, como ilustra a figura 3 e figura 4.

Figura 3 : Simulação computacional do experimento da fenda dupla de Young e o gráfico gerado pelo software.

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Figura 4 : Simulação computacional do experimento da fenda dupla de Young e o gráfico gerado pelo software, após aumentar a distância entre as fendas.

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Com isso, a partir do software desenvolvido, foi possível fazer com que o padrão de difração e o gráfico mostrado sofressem alterações ao diminuir ou aumentar as distâncias entre as fendas, conforme o que acontece na prática. Assim, utilizando a biblioteca Tkinter e a extensão VPython do Python, foi possível desenvolver um software capaz de simular o experimento da fenda dupla de Thomas Young. Portanto, sugere-se que a utilização desse recurso, junto a uma sequência didática, poderá facilitar o processo de ensino-aprendizagem no ensino de física, permitindo que o aluno tenha uma melhor compreensão do fenômeno.

## Referências

COSTA, A. E. R.; NASCIMENTO, A. W. R. Os desafios do ensino remoto em tempos de pandemia no Brasil. In: VII Congresso Nacional de Educação . 2020. Disponível em: TRABALHO\_EV140\_MD4\_SA19\_ID6370\_30092020005800.pdf (editorarealize.com.br)

QUADROS-FLORES, P. A.; RAPOSO-RIVAS, M. A inclusão de tecnologias digitais na educação: (re) construção da identidade profissional docente na prática. Revista Prácticum, Vol 2(2) 2-17, 2017. Disponível em: http://hdl.handle.net/10400.22/12485

FRANCO, D. L. A importância da sequência didática como metodologia no ensino da disciplina de Física moderna no Ensino Médio. Revista Triângulo, Uberaba - MG, v. 11, n. 1, p. 151-162, 2018. DOI: 10.18554/rt.v0i0.2664. Disponível em: https://seer.uftm.edu.br/revistaeletronica/index.php/revistatriangulo/article/view/2664

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica: ótica, relatividade e física quântica, Vol. 4, São Paulo: Editora Blucher, 1998;

HERNÁNDEZ, J. D. A.; LÓPEZ, A. F. J.; CASTRO, H. O. P. Desarrollo de aplicaciones en python para el aprendizaje de física computacional. Ingeniería Investigación y Desarrollo: I2+ D , v. 16, n. 1, p. 72-82, 2016. Disponível em: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6096222

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