INICIAÇÃO CIENTÍFICA NO ENSINO MÉDIO: UMA EXPERIÊNCIA DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA SOBRE O EPISÓDIO HISTÓRICO DA GOTA DE ÓLEO

## INICIAÇÃO CIENTÍFICA NO ENSINO MÉDIO: UMA EXPERIÊNCIA DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA SOBRE O EPISÓDIO HISTÓRICO DA GOTA DE ÓLEO

## Jorge Augusto de Freitas Oliveira 1 , Larissa do Nascimento Pires 2 , Felipe Damasio 3

- 1 Instituto Federal de Santa Catarina - Campus Araranguá, jorgeaugusto.oliveira77@gmail.com
- 2 Instituto Federal de Santa Catarina - Campus Araranguá, larissa.n.pires@hotmail.com
- 3 Instituto Federal de Santa Catarina - Campus Araranguá, felipedamasioifsc@gmail.com

## Resumo

O perfil do IFSCience, nas redes sociais, como Instagram e YouTube, tem como objetivo enfrentar desafios associados ao baixo interesse inicial do público das redes sociais, a exemplo do negacionismo e da desinformação. O objetivo deste trabalho é divulgar materiais que exploram os aspectos históricos do experimento da gota de óleo e seu impacto na Física. Esse famoso experimento contribuiu na definição do valor da carga elementar do elétron, bem como concebeu o Prêmio Nobel de Física de 1923 para o cientista Robert Millikan. A metodologia para a produção dos materiais de divulgação científica foi dividida em oito etapas: (i) pesquisa de fontes históricas, (ii) leitura e anotação sobre as fontes, (iii) escrita de roteiro dos reels, (iv) gravação dos áudios, (v) criação dos posts complementares, (vi) edição dos reels, (vii) publicação no Instagram e (viii) produção de vídeo para YouTube. Acredita-se que a implementação dessa metodologia permitiu trazer tal evento histórico da Física ao público das redes sociais, gerando materiais educativos, como reels e posts.

Palavras-chave : Robert Millikan; Harvey Fletcher; Redes Sociais.

## Introdução

Com a Iniciação científica (IC) no Brasil, há alguns marcos históricos que refletem o processo de institucionalização e fomento à pesquisa, como a criação do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) na década de 1950 e o desenvolvimento de programas específicos, como Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica para o Ensino Médio (PIBIC), que marcaram o início do incentivo financeiro para pesquisa científica no país (Costa e Zompero, 2017). Esses marcos foram fundamentais para formação de novos pesquisadores, construindo uma cultura científica no Brasil.

Nesse contexto, é importante ressaltar que a IC traz consigo a oportunidade dos estudantes desenvolverem habilidades de pensamento crítico e reflexivo, essenciais para entender as implicações da ciência e da tecnologia na sociedade (Oliveira, Civiero e Bazzo, 2019). Pensando nisso, foi desenvolvido o IFSCience.

- O IFSCience é um projeto de extensão do Instituto Federal de Santa Catarina, desenvolvido por graduandos de Licenciatura em Física e estudantes de cursos técnicos integrados ao ensino médio, com destaque para a presença de pesquisadoras femininas. Tem como foco a divulgação científica, que pode ser inspirado por conquistas da ciência. Uma delas consiste no Prêmio Nobel de Física de 1923, concebido para o cientista Robert Millikan por seu trabalho sobre o

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experimento da gota de óleo, que contribuiu para a definição da carga elementar, representando um marco na história da ciência e oferecendo um conteúdo rico para divulgação científica.

A propagação do conteúdo científico tem um papel fundamental na disseminação de conhecimento e no estímulo de interesse pela ciência (Lorenzetti, Raicik e Damasio, 2021). O IFSCience conta com um perfil no Instagram e no YouTube, propostos para enfrentar desafios como o baixo interesse inicial do grande público pela ciência, o negacionismo e a desinformação. Apesar da importância de várias descobertas científicas, muitas pessoas não têm conhecimento dessas contribuições devido a falta de acesso a materiais educativos (Lorenzetti, Raicik e Damasio, 2022). Além disso, a crescente desinformação promove entendimentos problemáticos de certos acontecimentos históricos, colaborando para uma visão equivocada sobre o que é ciência (Lorenzetti, Raicik e Damasio, 2023).

Dessa forma, a pergunta de pesquisa que orienta este trabalho é: Como divulgar os aspectos históricos do experimento da gota de óleo e seu impacto na Física em um contexto de negacionismo? O objetivo geral deste estudo é explorar e divulgar materiais que abordam esses aspectos históricos, enfatizando seu impacto no avanço da Física. Quanto aos objetivos específicos, a pesquisa intenciona: (a) investigar fontes históricas sobre episódio do experimento da gota de óleo; (b) refletir sobre as potencialidades da produção de materiais de divulgação científica por bolsistas de IC.

## Fundamentação Teórica

## O experimento da gota de óleo

No início do século XX, a Física Atômica passou por grandes avanços, com diversos pesquisadores contribuindo no conhecimento sobre partículas subatômicas. Um desses marcos foi o experimento da gota de óleo, conduzido por Robert Millikan (1868-1953) (Figura 1) e seu aluno de doutorado Harvey Fletcher (1884-1981) (Figura 2). Este experimento foi uma evolução de um estudo anterior de Harold Wilson (1874-1964), que utilizou uma câmara de bolhas para investigar partículas carregadas. Wilson havia desenvolvido uma técnica na qual gotículas de água condensavam-se em íons; contudo, a rápida evaporação das bolhas dificultava a realização de medições precisas (Santos, 1995).

Figura 01: Robert Millikan Figura 02: Harvey Fletcher

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Fonte: Nobel Prize (1923). Fonte: Brigham Young University (1914).

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Millikan e Fletcher, então, aprimoraram essa técnica, substituindo as gotículas de água por óleo, que não evaporavam tão rapidamente, facilitando medições mais confiáveis da carga elétrica. Fletcher desenvolveu um aparato experimental (Figura 3) que incluía um borrifador manual, semelhante aos frascos de perfume da época, usado para gerar as pequenas gotas de óleo. Esse design, simples e mecânico, reflete a criatividade dos cientistas na adaptação de objetos comuns para experimentos científicos e evidencia como o contexto cultural e científico da época moldou o experimento. Ao observar o movimento de gotas de óleo suspensas em um campo elétrico e realizar vários testes, os cientistas conseguiram calcular a carga elementar do elétron, que Millikan estabeleceu em 1,6 x 10 ¹ ⁻ ⁹ Coulomb. Em 1923, Millikan foi laureado com o Nobel de Física por essa descoberta (Fletcher, 1982).

Figura 03: Diagrama do Experimento da Gota de ÓleoFonte : Millikan (1913).

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A controvérsia entre Millikan e Fletcher surgiu após o Prêmio Nobel de Física de 1923 ser concedido exclusivamente a Millikan, apesar de Fletcher ter desempenhado um papel crucial no experimento da gota de óleo (Figura 4). Nesse período, era comum que o doutorado estivesse vinculado a um único autor, tornando-se difícil o reconhecimento de várias contribuições de um mesmo projeto. Millikan visitou pessoalmente Fletcher em sua casa para propor que ele publicasse um artigo separado sobre o Movimento Browniano (Fletcher, 1911), uma área na qual Fletcher também trabalhava. Esse acordo, embora aceitável para Fletcher, permitiu que o crédito pelo experimento da gota de óleo fosse atribuído exclusivamente a Millikan. A pesquisa foi reconhecida com o Prêmio Nobel de Física, na qual Millikan foi laureado como único autor, enquanto Fletcher, apesar de essencial no desenvolvimento, não recebeu o reconhecimento formal como coautor devido a essas práticas acadêmicas e ao acordo estabelecido com Millikan.

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Figura 04: Experimento da Gota de ÓleoFonte : Lifeder (2022).

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## Metodologia

O presente trabalho contempla um objetivo já apresentado por Pires et al. (2019), a saber, a produção de materiais de divulgação científica que exploram eventos históricos da ciência para além da sala de aula. Nesta perspectiva, Damasio, Duarte e Pires (2018) discutem a importância de se explorar outras maneiras de disseminação do conhecimento científico para além do ensino formal. Neste sentido, para a divulgação dos aspectos históricos envolvidos no experimento da gota de óleo, optou-se por realizar vídeos no formato de reels para o Instagram. A escolha deste formato se justifica pela relevância crescente de redes sociais como ferramenta de divulgação científica, que acompanha as transformações tecnológicas e sociais (Rodrigues e Amorim Neto, 2022). O trabalho com as redes sociais, como o Instagram, promove a interação entre a academia e a sociedade por meio de processos científicos e educativos.

A metodologia deste trabalho foi dividida em oito etapas. Na etapa (i), os bolsistas de IC procuraram por fontes acadêmicas, incluindo artigos científicos, livros e entrevistas sobre os trabalhos realizados por Robert Millikan e Harvey Fletcher que se relacionam com o Prêmio Nobel de Física de 1923. Para a etapa (ii) foi realizada a leitura das fontes coletadas, anotação dos pontos chaves e discussão dos eventos relatados entre os bolsistas de IC e os professores do projeto.

Por meio de reuniões quinzenais entre os bolsistas de IC e os professores , na etapa (iii), foram elaborados roteiros adaptados para o formato curto e dinâmico do reels . Para a etapa (iv) os bolsistas de IC realizaram a gravação dos áudios para os reels , no Laboratório de Mídias da instituição. Nesta etapa, os bolsistas do projeto narraram os eventos históricos da vida dos cientistas, bem como apresentaram explicação dos conceitos da Física envolvidos no episódio histórico.

Na etapa (v) foram desenvolvidos posts complementares para o Instagram, que apresentaram informações adicionais que não foram citadas nos reels por conta da sua curta duração. A etapa (vi) focou na edição dos reels, realizada por uma das bolsistas utilizando softwares para ajuste de som e inclusão de imagens e cortes necessários para um vídeo visualmente atrativo. Finalmente, na etapa (vii) o conteúdo foi publicado no perfil do Instagram do IFSCience pelos bolsistas. Cabe destacar que para cada reels produzido, repetiu-se da etapa (iii) até a etapa (vii). Como conclusão das bolsistas de IC na etapa (vii) realizaram a produção de vídeo para Youtube.

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## Resultados e Discussão

A partir da implementação de tal metodologia, o projeto pode contribuir na disseminação de descobertas científicas, como o experimento da gota de óleo, possibilitando o conhecimento desses eventos por parte do público das redes sociais de forma atrativa. A abordagem metodológica estruturada foi essencial para garantir a qualidade dos materiais produzidos, demonstrando que é possível transformar conteúdos científicos em formatos compreensíveis para o público em geral (Fanfa e Tolentino Neto, 2023).

Atualmente, foram publicados sobre esse tema quatro reels, quatro posts complementares (Figura 5) no Instagram 1 e um vídeo completo no YouTube , 2 nos perfis do IFSCience.

A primeira produção teve como temática 'Quem foi Robert Millikan?', introduzindo o cientista ao público, destacando sobre trajetória acadêmica e suas contribuições para a Física. Ele realizou estudos na área de Física Atômica, que lhe renderam o Prêmio Nobel, além de estudos envolvendo raios cósmicos. Uma curiosidade é o fato dele ter sido o único estudante de pós-graduação em Física da sua Universidade. As informações presentes no posts , que não foram mencionadas nos reels , foram suas premiações e honrarias, sua carreira e informações sobre seu falecimento.

A segunda produção teve a temática 'Prêmio Nobel de Física de 1923', explicando de forma simplificada o conceito da carga elementar e o efeito fotoelétrico. O reels focou na explicação do Efeito Fotoelétrico, enquanto o post, além da explicação do Efeito Fotoelétrico também abordou mais detalhes sobre a Carga Elementar. O experimento do Efeito Fotoelétrico contém um par de placas metálicas, uma positiva e outra negativa, que ao incidir raios luminosos na frequência do ultravioleta, os elétrons saltam do negativo para o positivo. Com base na equação de Planck, Einstein propôs a função linear E = hf - W , onde E é a energia cinética máxima dos elétrons que pode ser medida por meio da aplicação de uma voltagem aplicada à superfície do material fotossensível, hf é a energia do fóton incidente e W a energia gasta pelo elétron para sair do material. Essa ideia foi corroborada após dez anos de trabalho experimental de Millikan. Outro conceito que Millikan contribuiu é o da carga elétrica, propriedade fundamental da matéria, podendo ser negativa ou positiva.

Já a terceira produção teve como temática 'O experimento da gota de óleo', focando no desenvolvimento do experimento, descrevendo sua construção pelos cientistas envolvidos. O reels demonstrou que o aparato experimental, feito por Millikan e Fletcher, foi construído com base em trabalhos anteriores, como a câmara de bolhas de Wilson e o estudo de raios catódicos de do físico J.J. Thomson. Esse estudo identificou que os feixes de elétrons eram de fato partículas individuais, denominando-as de corpúsculos. Já no post foi apresentado mais informações sobre a Lei de Stokes.Partindo da Lei de Stokes e observando a gota descendo e subindo foi construída uma equação para determinar a quantidade de carga elétrica.

A quarta produção teve como temática 'Controvérsias no experimento da gota de óleo: Fletcher e Millikan' tendo como formato uma entrevista fictícia baseada em documentos de entrevistas reais de Millikan e de Fletcher. Dessa vez, o reels se deu de forma mais cômica, mas apresentando fatos com base em entrevistas dadas

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tanto por Millikan e Fletcher. Já o post foi inteiramente dedicado à vida de Fletcher, como sua formação acadêmica, sua carreira, premiações e suas contribuições importantes na área da Acústica.

Por fim, o vídeo publicado no YouTube foi elaborado reunindo todas as informações dos reels e dos posts . Já que não havia limitador de tempo na plataforma, houve um grau de liberdade maior para produção, resultando em um vídeo de 10 minutos.

- O perfil continua conquistando novos seguidores a cada reels postado, juntamente de um número considerável de visualizações e curtidas. Ao final da publicação de quatro reels , soma-se um total de mais de 4500 reproduções.

Figura 05: Reels e posts complementares do IFSCienceFonte: Autoria própria, 2024.

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## Considerações Finais

Defende-se que o objetivo geral da pesquisa foi alcançado, tendo em vista que os bolsistas de IC produziram uma série de reels e posts para o perfil do IFSCience no Instagram, abordando as descobertas do Prêmio Nobel de Física de 1923, abordando temas como carga elementar e efeito fotoelétrico.

Por meio da investigação do aspectos históricos do experimento da gota de óleo, um dos objetivos específicos, foi possível perceber que a ciência é um trabalho coletivo e que até mesmo no meio acadêmico temos algumas problemáticas como a controvérsia Millikan-Fletcher, que é fruto das regras daquela época. Também é observado que foram realizados inúmeros testes até ser obtido o valor da carga elementar (Millikan, 1911), utilizada até hoje, mostrando que a ciência é um processo longo que envolve persistência de todos os envolvidos.

Quanto ao segundo objetivo específico da pesquisa, refletimos que a atividade aqui discutida contribuiu para a formação profissional dos bolsistas envolvidos, proporcionando experiência na prática de pesquisa, de comunicação científica e de produção de conteúdo audiovisual. As dificuldades enfrentadas incluíram a adaptação dos conceitos complexos para um formato acessível e necessidade de manter a duração dos reels no que tamanho que é requisitado pelo Instagram.

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Na continuidade do projeto IFSCience, planeja-se ampliar a pesquisa, com investigação de outros marcos históricos da Física para a produção de materiais de divulgação científica.

## Referências

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