Por Michel Silva e Fabio Bozolan
1º)
Objetivo. A intenção deste
experimento é, não só apresentar o telescópio refrator usado por Galileu
Galilei (cuja montagem aqui descrita foi inspirada nas propostas do Profº João B.G. Canalle e uma versão mais recente da Profª Jane Gregório-Hetem) mas, especialmente levar os alunos a operá-lo, buscando respostas para
uma questão qualitativa (etapa 4.06 do procedimento) e para outra questão
quantitativa (etapas 4.07 a 4.11 do procedimento);
2º) Material. Os componentes a seguir
descritos são facilmente encontrados em lojas de material de construção. Uma
ação possível é obter o orçamento de tais componentes em uma loja e minimizar
ainda mais o custo comprando-os “por atacado”. Além da minimização do custo,
pelo fato dos componentes terem sido levados pelo professor, não haverá a
possibilidade de algum grupo de alunos ficar sem um item ou outro. Ei-los:
2.01) luva simples de esgoto (cor
branca) de 2 polegadas;
2.02) uma lente incolor de óculos com vergência V
= + 2 di (vulgarmente: dois “graus positivos”)
2.03) um disco de cartolina preta (ou papel
camurça preto) de 50 mm de diâmetro com furo interno de 20 mm de diâmetro;
2.04) um tubo de esgoto (cor branca) com
comprimento 30 cm e secção 2 polegadas;
2.05) um tubo de esgoto de 1,5 polegadas (cor
branca) com comprimento 30 cm
2.06) um monóculo de fotografia para retirarmos
a lente
2.07) um plug branco de esgoto de 2 polegadas;
2.08) uma lata de tinta spray com “preto fosco”;
2.09) fita adesiva com feltro do tipo “veda porta”
2.10) um tubo de
esgoto (cor branca) com diâmetro 1,5 polegadas e comprimento 10 cm
2.11) Frasco com bico
conta gotas.
2.12) Garrafa PET,
parafusos com cabeça de fenda de bitola 5 mm e comprimento de 20 mm, porcas com
asa borboleta, arruelas e duas cantoneiras de 2 polegadas com furos.
2.13) Tesoura, régua,
serra, chave de fenda e lixa.
2.14) Furadeira e
broca de 4 mm.
3º)
Construção. O fato dos próprios
alunos poderem montar seu dispositivo experimental proporciona duas vantagens a
eles, a saber, por um lado o próprio ato de montar é um processo lúdico e por
outro permite que o alunado vislumbre outro aspecto pouquíssimo percebido num
ambiente escolar: a própria demanda de energia em torno da preparação de
um experimento. Destacados esses dois itens, eis as etapas da construção:
3.01) corpo
do telescópio: cole um anel da fita (2.09) no exterior de uma das pontas do
tubo (2.06) e no interior de uma das pontas do tubo (2.04)
3.03)
corpo do telescópio: encaixe o tubo (2.04)
no tubo (2.06): o interno deve deslizar dentro do externo sem frouxidão,
observe que o tubo de menor diâmetro deve ser colocado através do tubo de maior
diâmetro de modo que as pontas com feltro fiquem posicionadas de maneira
oposta.
3.04)
lente objetiva do telescópio: insira
o disco (2.03) e depois a lente (2.02) na luva (2.01);
3.05)
lente objetiva do telescópio: insira
o tubo (2.04) na luva (2.01), de forma a fixar a lente e o disco;
3.06)
lente objetiva do telescópio: use o
plugue (2.07) para fechar a lente objetiva e protegê-la;
3.07)
lente ocular do telescópio: Serre a
tampa do frasco conta gotas (2.11), utilizando a serra em seguida destaque a
lente do monóculo (2.06) e encaixe na parte interna da da tampa (cuidado para
não serrar muito a tampa, pois ela dará suporte a lente ocular) com a face
convexa para fora.
Corte o frasco no fundo e recorte uma aba e
dobre-a para fora para encaixar no tubo (2.06); Depois rosquei-e a tampa.
3.08)
Coloque
o conjunto acima, na extremidade oposta ao conjunto da objetiva.
3.09)
Em seguida monte o suporte para a luneta, furando o tubo (2.10) aproximadamente
no centro, na posição imediatamente oposta serre o tubo na longitudinal. Após
com o auxílio de um colega abra o tubo com cuidado para não quebrá-lo, passe um
parafuso pelo furo de dentro para fora, e fixe com a porca borboleta.
3.10) Logo após coloque a luneta no suporte e com
a garrafa cheia d’água, fixe sua luneta.
3.11) Pinte
sua luneta, protegendo as lentes. Assim você evitará que a luz entre pelas
paredes do tubo
4º)
Roteiro experimental:
4.01) Aviso IMPORTANTÍSSIMO
aos alunos: NÃO olhar para o Sol através da
luneta (olhar para o sol danificaria a retina !!!);
4.02) Numa noite
de Lua Crescente aponte seu telescópio para a superfície lunar;
4.03) Ajuste a
distância entre a lente ocular e lente objetiva até observar a imagem mais
nítida possível da Lua;
4.04) Preste
atenção no “terminador”: a
linha divisória sobre a superfície lunar entre as regiões iluminada e escura da
superfície.
4.05) Faça, numa
sulfite branca, um esboço à lápis da imagem que você enxerga ao redor do terminador. Reproduza no papel a região
na superfície lunar que corresponde a cerca de 10% do raio lunar ao redor do
terminador tendo-o como linha central; destaque em tal
esboço as áreas escuras (com linhas hachuradas, por exemplo). Lembre-se:
Galileu Galilei viveu muitos anos antes de câmera fotográfica!!!
4.06)
Responda a seguinte questão: a partir de sua observação através da Lua, é
possível afirmar que sua superfície é perfeitamente lisa?
4.07) Reproduza
sobre um papel vegetal o esboço feito por você no item 4.05 (não esqueça de
registrar também no papel vegetal as regiões escuras por você anotadas no
esboço original)
4.08) Coloque sob
o papel vegetal uma folha de papel milimetrado;
4.09) A partir do
papel milimetrado sob o papel vegetal, faça uma estimativa, em milímetros, da
região escura da Lua em sua observação;
4.10) Transforme
o resultado anterior em porcentagem (isto é, responda: qual a porcentagem escura
da superfície lunar observada por você?).
4.11) Levando em
conta que a distância aproximada entre a superfície da Lua e a superfície
terrestre é de 376 000 km e que o tamanho aparente (ou “diâmetro angular”) sob
o qual a lua é observada a olho nu de nossa superfície é de 0,5 grau, estime a
área anterior em km2.
SUGESTÃO: o terminador, isto é, a linha que “divide o
claro e o escuro” na superfície lunar, se move ao longo do mês – que é,
aproximadamente, o intervalo de tempo entre uma lua cheia e a próxima. Ciente
disto, o professor pode desafiar os alunos a realizar a observação anterior
durante esse tempo de modo a permitir que estudem toda a superfície lunar
voltada para nosso planeta!
5º) Expectativa. Há várias expectativas em relação a esse experimento. Esperamos
que os alunos:
5.1) adquiram alguma noção do trabalho
imediatamente anterior ao processo propriamente dito de observação, isto é, o
trabalho de montagem do aparato experimental;
5.2) experimentem o que os primeiros observadores
(inclusive Galileu) experimentaram ao enxergar a superfície lunar através de um
telescópio, ainda que rudimentar;
5.3) reflitam no choque de ideias que os primeiros
observadores vivenciaram ao comparar a superfície lunar observada com o modelo
teórico aristotélico (etapa 4.04 do procedimento);
5.4) percebam que o processo de “medir”
envolve “medições indiretas” que mesclam
a modelagem matemática com a detecção direta (etapas 4.05 a 4.10);
5.5) finalmente, que os alunos percebam, uma vez
mais, que usaram o método científico para estudar a natureza.
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