DISSERTACAO DE ELBER

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ELABORAÇÃO DE UMA UEPS PARA O ENSINO DE INTRODUÇÃO A ÓPTICA 
GEOMÉTRICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA. 
 
ELBER JOSÉ ALMEIDA SANTOS 
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa 
de Pós-Graduação Universidade Federal de Sergipe 
no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de 
Física (MNPEF), como parte dos requisitos 
necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino 
de Física. 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. Tiago Nery Ribeiro 
 
 
 
 
 
São Cristóvão – SE, 
 Agosto de 2022
 
 
ELABORAÇÃO DE UMA UEPS PARA O ENSINO DE INTRODUÇÃO A ÓPTICA 
GEOMÉTRICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA. 
 
 
 
ELBER JOSÉ ALMEIDA SANTOS 
 
Orientador: Prof. Dr. Tiago Nery Ribeiro 
 
 
 
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação Universidade 
Federal de Sergipe no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), 
como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de 
Física 
 
 
 
 
Agradecimentos 
Agradecer é algo extremamente difícil porque é reconhecer a 
importância das pessoas no nosso percurso. Primeiro, quero agradecer a Deus e, 
depois, à minha família, Patrícia, minha esposa, às minhas filhas, Aléssia e Giulia, 
minha tia Edina Maria, à minha mãe e ao meu irmão Elionardo (Nado). 
Aos meus companheiros de nau, digo viagens semanais para UFS: 
Gilson e Taiala. Ao meu pai e a sua esposa, d. Alaíde e a Emanuel (meu irmão 
querido) que deram abrigo a mim e aos meus companheiros de nau e de viagens. 
Agradeço aos meus professores e professoras deste percurso e, 
especialmente, ao meu orientador, Tiago Nery Ribeiro, por ter se tornado uma pessoa 
muito especial e importante nesta caminhada e que foi um fator essencial para que 
não desistisse do curso, sempre ao lado nos momentos difíceis. 
Agradeço aos colegas de curso e aos meus colegas de trabalho pela 
contribuição direta e indireta. 
À Universidade Federal de Sergipe – UFS, à Sociedade Brasileira de 
Física – SBFísica e à Coordenação de Aperfeiçoamento e Pesquisa de Nível Superior 
– Capes, por tornarem esta caminhada possível. 
Muito, muito obrigado a todos e todas! 
 
 
 
 
RESUMO 
A luz sempre despertou a curiosidade humana, chegando a se atribuir um caráter de 
divindade em algumas sociedades antigas. Os primeiros a tentar responder sobre 
suas origens foram os gregos antigos. Depois, com o advento da física, diversos 
personagens tentaram explicar a luz criando duas correntes: ondulatória e 
corpuscular. A partir do tema Luz, nos perguntamos: como elaborar uma sequência 
de ensino que pudesse ser utilizada em dispositivos móveis e tivesse o potencial de 
envolver os alunos a interagirem e terem maior interesse pelos fenômenos físicos? 
Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi elaborar um produto educacional a partir 
de uma UEPS utilizando um website para ser utilizado como uma ferramenta de 
ensino, buscando torná-la acessível aos alunos para abordar os assuntos luz e 
princípios da óptica geométrica desde as ideias da Grécia Antiga até a física 
contemporânea. Para isso, utilizamos como marco teórico a teoria da Aprendizagem 
Significativa e a UEPS como estratégia para elaboração do produto. A metodologia foi 
qualitativa de caráter exploratório do tipo estudo de caso, no qual se utilizou como 
instrumento de pesquisa as respostas aos questionários disponibilizados na 
plataforma. Observamos que a interatividade dos estudantes com a UEPS, e a 
diversidade de estratégias que ela contém, tem a possibilidade de efetivamente 
ressignificar os conhecimentos prévios dos aprendizes, bem como ser utilizada em 
diferentes ambientes e estratégias de sala de aula, contemplando múltiplos objetivos 
propostos para o produto educacional. 
 
 
Palavras-chave: 1. Ensino de Física, 2. Aprendizagem Significativa, 3. UEPS, 4. Luz; 
5. Óptica geométrica 
 
 
 
 
Sumário 
1. Introdução: 1 
2. Escolha do tema do produto e Fundamentação Teórica: 4 
2.2 O Tema Luz e Óptica Geométrica nos Documentos Oficiais 5 
2.3 A Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel 7 
2.4. Unidade de Ensino Potencialmente Significativa 11 
3. Introdução a princípios da óptica geométrica 14 
3.1. Desenvolvimento Histórico: 14 
3.2. A Luz no Século XIX: 16 
3.3. Princípios da Propagação Retilínea: 21 
3.4. Velocidade da Luz 24 
3.5. Fontes de luz: 24 
3.6. Reflexão e Refração Luminosa 26 
4. Metodologia 31 
4.1 O Local da Pesquisa 31 
4.2 Sujeitos pesquisados: população e amostra 31 
4.3 A elaboração da UEPS 31 
5. Resultados e Discussão: 34 
5.1 – Questionário de conhecimento prévio. 34 
5.2 – Análise dos questionários aplicados durante as atividades 38 
5.2.1 - Aula 02 38 
5.2.2 - Aula 03 39 
5.2.3 - Aula 04 41 
5.2.4 - Aula 05 44 
5.2.5 - Aula 06: 47 
5.2.5 - Aula 07: 48 
5.3 – Análise do questionário escala Likert de concepção do aluno acerca da 
UEPS. 50 
6. Considerações finais: 58 
7. Referências: 128 
 
 
 
 
Lista de ilustrações 
Figura 1: Experimento de Hertz- Descoberta das ondas de rádio......................... 18 
Figura 2: Onda eletromagnética.......................................................................... 19 
Figura 3: Espectro eletromagnético.................................................................... 20 
Figura 4: Propagação retilínea da luz.................................................................. 22 
Figura 5: Câmara escura ou de orifício................................................................ 22 
Figura 6: Eclipse Solar........................................................................................ 23 
Figura 7: Eclipse lunar......................................................................................... 23 
Figura 8: Nascer do Sol....................................................................................... 25 
Figura 9: “luz” da Lua.......................................................................................... 25 
Figura 10: Raio de luz – reflexão e refração.......................................................... 26 
Figura 11:Reflexão da luz numa superfície especular........................................... 27 
Figura 12: Superfície refletora............................................................................... 27 
Figura 13: Reflexão em superfície difusa.............................................................. 28 
Figura 14: Refração e reflexão de um raio de luz................................................... 29 
Figura 15: Questão 01 da página 01...................................................................... 35 
Figura 16: Questão 02 da página 01...................................................................... 35 
Figura 17: Questão 03 da página 01...................................................................... 36 
Figura 18: Questão 04 da página 01...................................................................... 36 
Figura 19: Questão 05 da página 01...................................................................... 37 
Figura 20: Questão 06 da página 01...................................................................... 37 
Figura 21: Questão 07 da página 01...................................................................... 38 
Figura 22: Questão 01 da página 03...................................................................... 40 
Figura 23: Questão 02 da página 03...................................................................... 41 
Figura 24: Questão 03 da página 03...................................................................... 41 
Figura 25: Questão 04 da página 03...................................................................... 42 
 
 
Figura 26: Questão 01 da página 04...................................................................... 42 
Figura 27: Questão 02 da página 04...................................................................... 43 
Figura 28: Questão 03 da página 04......................................................................43 
Figura 29: Questão 04 da página 04...................................................................... 44 
Figura 30: Questão 05 da página 04...................................................................... 44 
Figura 31: Questão 01 da página 05...................................................................... 45 
Figura 32: Questão 02 da página 05...................................................................... 46 
Figura 33: Questão 03 da página 05...................................................................... 47 
Figura 34: Questão 04 da página 05...................................................................... 48 
Figura 35: Questão 01 da página 07...................................................................... 49 
Figura 36: Questão 02 da página 07...................................................................... 50 
Figura 37: Questão 03 da página 07...................................................................... 50 
Figura 38: Questão 04 da página 07...................................................................... 51 
Figura 39: Questão 01 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
51 
Figura 40: Questão 02 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
52 
Figura 41: Questão 03 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
52 
Figura 42: Questão 04 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
53 
Figura 43: Questão 05 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
53 
Figura 44: Questão 06 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
53 
Figura 45: Questão 07 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
 
 
54 
Figura 46: Questão 08 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
55 
Figura 47: Questão 09 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
55 
Figura 48: Questão 10 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
56 
Figura 49: Questão 11 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
56 
Figura 50: Questão 12 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
57 
Figura 51: Questão 13 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
57 
Figura 52: Questão 14 da Escala Likert acerca das concepções dos estudantes 
sobre a UEPS....................................................................................................... 
 
58 
 
 
 
 
Lista de tabelas 
Tabela 1: Equações das ondas eletromagnéticas...................................... 16 
Tabela 2: Índice de refração em meios diversos......................................... 29 
Tabela 3 – Proposta de Cronograma de atividades.................................... 31 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1. Introdução: 
A Teoria do Big Bang explica que muito antes do surgimento da vida na Terra 
já existia a luz, como afirma Salvetti: 
“A teoria do “Big Bang” considera que há, aproximadamente, quinze bilhões 
de anos, o Universo tinha um tamanho extremamente reduzido e uma 
temperatura muito alta, quando ocorreu uma grande explosão. No primeiro 
segundo, à medida que o Universo se expandia, a temperatura baixava para 
algo em torno de dez bilhões de graus; nessa ocasião, ele continha algumas 
espécies de partículas e luz!” (SALVETTI, 2008, p. 10) 
A luz foi e é fundamental no surgimento e para a continuidade da existência de 
qualquer ser vivo na Terra, visto que, sem ela a vida seria impossível, pois as ondas 
luminosas é condição sine qua non para a temperatura terrestre, para o ciclo da água, 
para o ciclo do carbono e na fotossíntese, acerca disso, cita Salvetti: 
“Sem luz não há vida. A vida, como a conhecemos, depende de carbono, 
água e luz, e a Terra tinha os três elementos essenciais para a vida. Rochas 
formadas há, aproximadamente, três bilhões de anos continham 
remanescentes de algas fossilizadas. Originalmente a Terra não tinha 
atmosfera, esta foi formada a partir da emissão de gases de rochas. A 
atmosfera inicial continha hidrogênio, hélio, nitrogênio, metano, amônia e 
vapor de água. Por bilhões de anos o oxigênio saiu dos mares para a 
atmosfera. O oxigênio, além de reagir com o metano e a amônia na 
atmosfera, absorveu parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol, 
formando o ozônio, este, por sua vez, bloqueou ainda mais a radiação 
ultravioleta.” (SALVETTI, 2008, p.11). 
Um dos grandes marcos na evolução da humanidade, foi o ser humano ter 
descoberto e conseguido dominar o fogo, pois este tinha diversas funções que iam 
desde o cozimento de alimentos, aquecimento e geração de luz durante a noite. O ser 
humano, diferente de outros animais, tem a capacidade visual à noite extremamente 
reduzida, tornando-se presa fácil para predadores, mas com o domínio do fogo e a 
iluminação gerada por este, a limitação foi reduzida. 
Na Grécia Antiga, conforme Rooney (2013, p.45), os pensadores locais não 
conseguiam discernir a diferença entre a luz e a visão, chegando ao ponto de acreditar 
que os olhos eram a fonte da luz para a visualização de objetos. Segundo a autora, 
as primeiras ideias sobre a natureza da luz datam do século V e VI na Índia, sendo a 
luz considerada como um dos cincos elementos fundamentais naquela sociedade 
(ROONEY, 2013, p. 46). 
Com o surgimento da física a partir de desenvolvimento do método científico, 
as ideias e estudos em torno do que seria a luz e a óptica geométrica foram evoluindo 
desde as ideias de Nicolau Copérnico, Galileu Galilei, Johannes Kepler e Isaac 
2 
 
Newton, passando por diversos outros atores como René Descartes, Robert Hooke, 
Thomas Young (ROONEY, 2013, p. 53-57). A questão de destaque era qual a 
natureza da luz, se onda ou se partícula; até chegar às ideias do início do século XX: 
a dualidade onda-partícula. 
A Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura - 
UNESCO, em sua assembleia geral em 20 de dezembro de 2013, decidiu que o ano 
de 2015 seria o Ano Internacional da Luz e das Tecnologias baseadas em Luz, como 
afirma o próprio site da instituição: 
“O Ano Internacional da Luz é uma iniciativa mundial que vai destacar a 
importância da luz e das tecnologias ópticas na vida dos cidadãos, assim 
como no futuro e no desenvolvimento das sociedades de todo o mundo. Essa 
é uma oportunidade única para se inspirar, para se educar e para se unir em 
escala mundial”1. 
A contribuição da luz e de sua tecnologia para a vida e para a sociedade pós-
modernase dá em diversas áreas do conhecimento, mas apesar disso, a sua 
importância não é abordada de modo que atente para este fato, como uma espécie 
de tema transversal que transpassa por diversos assuntos da física como ondas, 
ópticas, eletricidade, eletromagnetismo e física moderna além de outras áreas do 
conhecimento como química e biologia. 
Ao não abordar a natureza da luz, deixa-se, por exemplo, de lado a base para 
a física quântica, que é um tema que de certa forma não é tocada no ensino de física, 
especialmente no Ensino Médio, pois não é levado em consideração que a física 
quântica está presente na vida moderna e ela é a base de todos os dispositivos 
semicondutores utilizados na construção de smartphones, tevês, computadores. 
A partir disso, nos perguntamos: como trabalhar o conteúdo de ondas 
luminosas no ensino médio a partir de uma estratégia de ensino inovadora e 
contemporânea? Como elaborar uma sequência de ensino que pudesse ser utilizada 
em dispositivos móveis e tivesse o potencial de envolver os alunos a interagirem e 
terem maior interesse pelos fenômenos físicos? 
Dessa forma, este trabalho teve por objetivo elaborar e investigar a 
implementação de uma unidade de ensino potencialmente significativa - UEPS sobre 
a Luz e princípios da óptica geométrica para a educação básica. 
 
1 http://www.unesco.org/new/pt/brasilia/about-this-office/prizes-and-celebrations/2015-international-
year-of-light/ acessado em 10/04/2022 às 22h05min. 
3 
 
A proposta do produto foi elaborar uma UEPS utilizando um website para ser 
utilizado como uma ferramenta de ensino, buscando torná-la acessível aos alunos 
para abordar os assuntos luz e princípios da óptica geométrica desde as ideias da 
Grécia Antiga até a física contemporânea. Para isso buscamos investigar a 
aprendizagem na implementação da UEPS sobre a Luz e contribuir para a 
implementação de conteúdos de física moderna e contemporânea no currículo de 
física na escola de educação básica. 
 
 
 
4 
 
2. Escolha do tema do produto e Fundamentação Teórica: 
 
2.1 A PANDEMIA E O ENSINO REMOTO: 
Ao longo da história, especialmente, após o surgimento das cidades, as 
pandemias vez ou outra sempre se fizeram presentes na trajetória da humanidade. 
Nos últimos dois séculos, ocorreram diversas pandemias, dentre elas podemos citar 
exemplos no século XIX, como a da varíola, da tuberculose, cólera e sarampo. Já 
no século XX, ocorreram as pandemias de gripe espanhola, a tifo, tuberculose e a 
que perdura até os dias atuais que é a AIDS e continua afetando diversos países. 
No século XXI, a primeira pandemia foi a da influenza H1N1 e agora, a da COVID-
19. 
Entretanto, nenhuma das pandemias anteriores foi sequer parecida com a da 
Covid-19, quer em número de mortes ou de infectados ou até mesmo por impacto 
social e econômico que ocasionou. Além destes pontos, as consequências da 
Covid-19 foram enfrentadas por uma sociedade altamente globalizada e com amplo 
acesso à informação, ou seja, os acontecimentos, os fatos, as histórias são 
acessíveis e, praticamente, estão na palma da mão de qualquer pessoa através de 
seus smartphones. 
Este acesso e excesso de informações trouxe consigo uma espécie de 
quebra de paradigma durante o enfrentamento da nova doença, pois desde seu 
aparecimento, o mundo pôde acompanhar os primeiros casos de uma doença 
misteriosa, o isolamento realizado na China e o avanço da doença pelo mundo. Esta 
enfermidade contribuiu para uma espécie de nova revolução tecnológica, pois o 
isolamento social que foi imposto, levou diversos trabalhadores ao chamado Home 
Office e restringiu ao máximo as saídas para aquelas realmente necessárias. 
Para isso, foi necessário que muitos criassem um ambiente quer de trabalho 
ou estudo ou para outras atividades, em um curto espaço de tempo, ou seja, o 
mundo teve de se adaptar a uma nova realidade de modo rápido. Na área da 
educação, as escolas foram obrigadas a implementar o ensino a distância ou, como 
muitos denominaram, ensino remoto de maneira repentina e em muitos casos, com 
professores sem a devida preparação ou formação para esta modalidade de ensino. 
O que se viu na escola foi simplesmente a suspensão das aulas sem 
nenhuma perspectiva, pois muitos governantes acreditam que a pandemia iria 
5 
 
passar rápido. Estes acontecimentos na educação, certamente, trarão 
consequências por anos para os alunos e para a sociedade, pois, muito 
possivelmente, ocorrerá ainda mais a queda na qualidade do ensino e isso, 
certamente, levará muitos anos para ser reparado, ainda mais na rede pública. 
Os problemas que surgiram nesta nova modalidade de ensino: como 
ocorreria às aulas? Como avaliar estes alunos? Como atrair os alunos? Como evitar 
ou minimizar a evasão? Como resolver os problemas pedagógicos no pós-covid? 
Por conta disso, a ideia deste produto surge neste contexto de incertezas e 
com o intuito de através da confecção de uma Unidade de Ensino Potencialmente 
Significativa (UEPS) em um website, levar um material de ensino que seja 
potencialmente significativo a partir de novas realidade da tecnologia educacional. 
 
2.2 O Tema Luz e Óptica Geométrica nos Documentos Oficiais 
 
A resolução 02/2012 do Conselho Nacional de Educação (CNE) da Câmara de 
Educação Básica (CEB) define no artigo 12 sobre o currículo do Ensino Médio: 
“Art. 12. O currículo do Ensino Médio deve: 
I - Garantir ações que promovam: 
a) a educação tecnológica básica, a compreensão do significado da ciência, 
das letras e das artes; 
b) o processo histórico de transformação da sociedade e da cultura; 
... 
III - organizar os conteúdos, as metodologias e as formas de avaliação de tal 
forma que ao final do Ensino Médio o estudante demonstre: 
a) domínio dos princípios científicos e tecnológicos que presidem a produção 
moderna.” (BRASIL, 2012). 
Os Orientadores Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares 
Nacionais (PCN+) dividem os assuntos a serem trabalhados no ensino de física em 6 
tópicos: 1. Movimentos: variações e conservações; 2. Calor, ambiente e usos de 
energia; 3. Som, imagem e informação; 4. Equipamentos elétricos e 
telecomunicações; 5. Matéria e radiação; 6. Universo, Terra e vida (pág. 71) 2. 
A temática luz e a Óptica Geométrica se relacionam com seguintes tópicos do 
PCN+: usos de energia (item 2), pois a luz é uma forma de energia; com imagem e 
informação (item 03); com o funcionamento de equipamentos elétricos e de 
 
2 Disponível em http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/CienciasNatureza.pdf 
6 
 
comunicação (item 04); com matéria e radiação (item 05) porque a luz é uma forma 
de radiação e, com o universo e a vida (item 06). 
O Governo do Estado da Bahia através da Secretaria Estadual de Educação, 
desenvolveu os Orientadores Curriculares para o Ensino Médio (2015a) dividindo-os 
em orientações gerais para cada área do conhecimento: linguagem, ciências 
humanas, matemática e ciências da natureza. Este último dedicou-se ao ensino de 
química, física e biologia. 
O livro de Orientações Gerais (BAHIA, 2015a, p. 48), estabelece os eixos 
temáticos para o ensino de ciências da natureza, dentre este dois têm correlação com 
o tema deste trabalho: tecnologia e desenvolvimento sustentável e conhecimentos 
antigos: alicerce das ciências da natureza. 
As Orientações Curriculares da Educação no Estado da Bahia (BAHIA, 2015 b, 
p. 59 e 60) apresentam a Proposta Curricular para o ensino de Física. Dentre os temas 
apontados pode-se destacar os temas relacionados com este trabalho: Imagens, sons 
e informação: da óptica às ondas; da lupa ao computador, eletrostática, 
eletrodinâmica e eletromagnetismo: dos seus fundamentos em elementos, 
dispositivos e circuitos elementares às conversões de energia nos aparelhos elétricos; 
tecnologias eletromagnéticase seus usos no cotidiano doméstico. Telecomunicações, 
informações e ondas eletromagnéticas: a veiculação de informações por ondas 
eletromagnéticas; princípio de funcionamento dos principais equipamentos de 
comunicação com base na propagação de ondas eletromagnéticas (rádio, TV, 
telefonia convencional e celular, fibras ópticas). Matéria e radiação: a energia nuclear 
e suas aplicações. Os limites de uso da energia nuclear. Universo, terra e vida: a 
busca por teorias cosmológicas desde a antiguidade. as dimensões do universo e as 
tecnologias advindas dos estudos espaciais. A Física Quântica. 
Os Orientadores Curriculares para O Ensino Médio de Ciências da Natureza do 
Estado da Bahia (BAHIA, 2015, p. 45) colocam como habilidades desejadas no ensino 
imagem, som e informação: “Identificar os diversos fenômenos luminosos 
diferenciando fontes luminosas, objetos iluminados e imagens, permitindo a 
compreensão da natureza da luz e a construção de instrumentos ópticos. Identificar e 
compreender os fenômenos da óptica geométrica” 
7 
 
Com relação ao ensino de matéria e radiação os Orientadores afirmam que a 
habilidade desejada é avaliar os riscos e benefícios decorrentes da utilização das 
diferentes radiações. Com relação a competências afirma o OC - BA: 
Identificar diferentes tipos de radiações presentes na vida cotidiana 
reconhecendo sua sistematização no espectro eletromagnético (das ondas 
de rádio aos raios gama) e sua utilização através das tecnologias a elas 
associadas (radar, rádio, forno de micro-onda, tomografia etc.). 
Compreender os processos de interação das radiações com meios materiais 
para explicar os fenômenos envolvidos em radiografias, fotocélulas, emissão 
e transmissão de luz etc. Compreender o diagnóstico por imagem baseada 
nas radiações eletromagnéticas (radiografia, tomografia, ressonância etc.). 
(BAHIA, 2015, p. 59) 
A Base Nacional Comum Curricular – BNCC vai trazer o tema luz na educação 
básica em três instantes específicos: (1) na 3ª série do fundamental, anos iniciais, na 
temática matéria e energia trabalhando o efeito da luz nos materiais;(2) no 9º ano do 
fundamental maior na temática matéria e energia trabalhando Radiações e suas 
aplicações na saúde e (3) no ensino médio na competência específica 1 na habilidade 
a qual cita: 
(EM13CNT103) Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens 
para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em 
equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na 
agricultura e na geração de energia elétrica. (BNCC, 2018, p. 555) 
Portanto, para o ensino de física o tema Luz tem uma importância fundamental, 
transpassando entre diversos conteúdos a serem abordados durante todos os níveis 
da educação básica e na relação com a formação cidadã do indivíduo. 
 
2.3 A Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel 
 
O ensino mecanicista afasta os discentes? Com certeza é uma pergunta que 
todos nós professores sempre fazemos, porém, uma realidade nos pareceu bem 
flagrante nesses últimos anos, o processo de ensino e aprendizagem necessita se 
aproximar das tecnologias e da sociedade. Talvez essa característica de 
distanciamento do ensino e da escola possam explicar algumas características que 
visualizamos na ausência de engajamento dos alunos no ambiente da sala de aula e, 
por conseguinte, pela busca por uma aprendizagem que seja significativa, na 
resolução de problemas próximos da realidade deles e que os leve a pensar, aprender 
e compreender o problema. 
8 
 
A dinâmica do Ensino “tradicional” é muito conhecida e difundida tendo papéis 
e atividades bem definidas, sobre isso explica Moreira: 
Na escola, seja ela fundamental, média ou superior, os professores 
apresentam aos alunos conhecimentos que eles supostamente devem saber. 
Os alunos copiam tais conhecimentos como se fossem informações a serem 
memorizadas, reproduzidas nas avaliações e esquecidas logo após. Esta é a 
forma clássica de ensinar e aprender, baseada na narrativa do professor e na 
aprendizagem mecânica do aluno. (MOREIRA, 2011, p.2). 
Este tipo de ensino, no qual se valoriza a chamada “matematização” do 
conteúdo da física e a memorização e aplicação de fórmulas, deixando de lado o 
conhecimento prévio sobre física no cotidiano do aluno, não favorecendo o processo 
de ensino e aprendizagem, priorizando as avaliações, próximas ou distantes, acima 
de qualquer outra coisa. Sobre isso afirma Ribeiro (2022) 
A nossa realidade demonstra que os processos de ensino e estão voltados 
para os sistemas de avaliação, como os vestibulares, o Exame Nacional do 
Ensino Médio (ENEM) e as provas de diagnósticos para ranqueamento de 
alunos e escolas. Processos de ensino conduzidos dessa forma podam a 
criatividade dos alunos, pois neles o interesse é a classificação e o controle 
de alunos e escolas; além disso, dão margem para a produção de materiais 
didáticos não significativos para os alunos. (RIBEIRO, 2022, p.08). 
O foco desta metodologia tradicional é a resolução de questões e avaliações 
escolares, quer sejam provas ou testes, as provas do ENEM ou exames nacionais de 
avaliações como SAEB. Ela também retrata um ensino hierarquizado e centrado no 
professor. Ausubel (2003) descreve as características da aprendizagem mecânica: 
1. Uso prematuro de técnicas verbais puras com alunos imaturos em termos 
cognitivos. 
2. Apresentação arbitrária de fatos não relacionados sem quaisquer princípios 
de organização ou de explicação. 
3. Não integração de novas tarefas de aprendizagem com materiais 
anteriormente apresentados. 
4. Utilização de procedimentos de avaliação que avaliam somente a 
capacidade de se reconhecerem fatos discretos, ou de se reproduzirem ideias 
pelas mesmas palavras ou no contexto idêntico ao encontrado originalmente. 
(AUSUBEL, 2003, p. 07). 
 
Para Moreira (1999, p. 153), o ensino tradicional, o qual ele também descreve 
como aprendizagem mecânica, é a aprendizagem de novas informações com pouca 
ou nenhuma interação com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva. A 
consequência disso é que estes conhecimentos tendem a serem perdidos com maior 
facilidade, pois não há um significado para o aprendiz, o foco é imediato e, por muitas 
vezes, uma avaliação que está próxima e, depois de um tempo, este conhecimento é 
perdido. 
9 
 
Um exemplo disso é um aluno que quando estuda um novo assunto de Física 
questiona ao professor onde irá utilizar aquilo. Quantos alunos não se perguntaram 
para que aprender os princípios da óptica geométrica? Onde eles poderão aplicar 
aqueles conceitos em seu cotidiano? Qual a sua utilidade? Em síntese, a matéria 
ensinada está distante do aluno e isso acaba afastando-o de novos conhecimentos. 
Präss (2012, p. 28) afirma que a Teoria de Ausubel está alicerçada em quatro 
conceitos base: (1) estrutura cognitiva que é o conteúdo total e organizado de cada 
indivíduo; (2) a aprendizagem que consiste na “ampliação” dessa estrutura cognitiva; 
(3) Aprendizagem Significativa acontece quando novas ideias vão se relacionando de 
forma não arbitraria e substantiva com as ideias já existentes e (4) a Aprendizagem 
Mecânica , quando as novas ideias não se relacionam de forma lógica e clara com 
nenhuma ideia já existente na estrutura cognitiva do sujeito, mas são “decoradas”. 
A Teoria da Aprendizagem Significativa, que foi desenvolvida por David 
Ausubel, está focando na aprendizagem cognitiva. A aprendizagem requer uma 
organização ou reorganização com uma interação do material com o indivíduo 
preexistentes. 
Este novo conhecimento ou aprendizagem está ancorada na assimilação do 
conhecimento de uma nova informação através da utilização do conhecimento prévio 
do estudante, ou seja, deve existir a interação entre o conhecimento preexistente, o 
qual Ausubel (2003) denominou de subsunçor, e a nova informação que está sendo 
aprendido. Isso é essencial para a aprendizagem, pois ampliao significado do 
conhecimento anterior do aluno, evidenciando que o conhecimento científico se 
desenvolve a partir da análise de conhecimentos prévios. 
Neste sentido escreve Moreira, 
A atenção de Ausubel está constantemente voltada para a aprendizagem, tal 
como ocorre em sala de aula, no dia a dia da grande maioria das escolas. 
Para ele, o fator isolado que mais influencia a aprendizagem é aquilo que o 
aluno já sabe (cabe ao professor identificar isso é ensinar de acordo). Novas 
ideias e informações podem ser aprendidas e retidas, na medida em que 
conceitos relevantes e inclusivos estejam, adequadamente claros e 
disponíveis na estrutura cognitiva do indivíduo e funcionem, dessa forma, 
como ponto de ancoragem às novas ideias e conceitos. (MOREIRA, 1999, p. 
152). 
Estes pontos de ancoragem ou subsunçores são conceitos ou proposições 
relevantes que já exista ou existam na estrutura cognitiva do aprendiz, seria como 
uma espécie de alicerce de uma construção, sobre os quais são acrescentados novos 
elementos, que neste caso são novos conhecimentos. 
10 
 
Para Ausubel (2003), há dois critérios necessários para que ocorra a 
Aprendizagem Significativa 
O primeiro – capacidade de relação não arbitrária e não literal para com 
ideias particulares relevantes na estrutura cognitiva do aprendiz, nas 
várias formas potencialmente relacionais acima especificadas – é uma 
propriedade do próprio material e depende do fato de ser ou não 
plausível ou sensível (não arbitrário) e logicamente relacional com 
qualquer estrutura cognitiva apropriada. O segundo importante critério 
que determina se o material de aprendizagem é ou não potencialmente 
significativo – a capacidade de relação com a estrutura cognitiva 
particular de um aprendiz em particular – é mais propriamente uma 
característica do aprendiz do que do material per se. Em termos 
fenomenológicos, a significação é uma questão individual. (AUSUBEL, 
2003, p. 58). 
Portanto, os requisitos para que ocorra a aprendizagem significativa são a 
existência de subsunçores, ou seja, conhecimentos prévios, a existência de material 
potencialmente significativo e predisposição dos alunos em aprender. Para Ausubel 
(2003), a aprendizagem significativa ocorre de fato, quando o novo material seja 
simplesmente relacional com as ideias relevantes, no sentido hipotético e abstrato do 
termo (ou com as estruturas cognitivas de alguns aprendizes). 
Isso significa que, o que se deve buscar nos processos de ensino e 
aprendizagem é que o estudante consiga reter o conhecimento na memória de longo 
prazo e que possa utilizar ou dar significado ao que aprende, não por memorização 
que é rapidamente perdido, como expõe Novak: 
A aprendizagem altamente significativa, que inclui a resolução de problemas 
invulgares e a criatividade, só é possível nos domínios do conhecimento em 
que o formando tem conhecimentos anteriores consideráveis e bem-
organizados. O pensamento prático e o ensaio também contribuem. A 
dependência da aprendizagem significativa na adequação dos 
conhecimentos anteriores relevantes é quer uma bênção, quer uma maldição. 
Quanto mais se aprenderem e organizarem os conhecimentos de uma 
determinada área, mais fácil se torna adquirir e utilizar novos conhecimentos 
nessa área. (NOVAK, 2000, p. 22) 
Moreira (1997) afirma que para Ausubel a manipulação da estrutura cognitiva 
acontece de duas formas: 
1. Substantivamente, com propósitos organizacionais e integrativos, usando 
os conceitos e proposições unificadores do conteúdo da matéria de ensino 
que têm maior poder explanatório, inclusividade, generalidade e 
relacionabilidade nesse conteúdo. 
2. Programaticamente, empregando princípios programáticos para ordenar 
sequencialmente a matéria de ensino, respeitando sua organização e lógica 
internas e planejando a realização de atividades práticas. (MOREIRA, 1997, 
p. 40) 
11 
 
O substantivamente refere-se a estrutura cognitiva e ao conteúdo que pode 
ser manipulado e para isso, é necessária atenção especial para identificar conceitos, 
ideias, procedimentos básicos e deve concentrar-se nestes o esforço instrucional para 
obter uma aprendizagem significativa. 
Assim, para Präss (2012, p. 32) a facilitação pedagógica consiste na 
manipulação da estrutura cognitiva para favorecer a aprendizagem significativa deve 
acontecer de modo denotativo, ou seja, que não dependem da interpretação particular 
do indivíduo e forma conotativa, aquele que o indivíduo constrói de maneira particular, 
agregando suas emoções e sentimentos relativos aquele conceito/ideia específico. 
Por isso, Ausubel (2003) propõe que na aprendizagem significativa os 
aprendizes manifestem um mecanismo de aprendizagem que seja significativo (ou 
seja, uma disposição para relacionarem o novo material a ser apreendido, de forma 
não arbitrária e não literal, à própria estrutura de conhecimentos) e que o material que 
apreendem seja potencialmente significativo para eles, nomeadamente relacional com 
as estruturas de conhecimento particulares, numa base não arbitrária e não literal 
(AUSUBEL, 2003). 
Dessa forma, buscando um processo que os resultados da aprendizagem 
podem ser significativos, ou seja, um material que seja relacional, não arbitrária e não 
literal, com qualquer estrutura cognitiva hipotética na mesma área de matérias, bem 
como com a estrutura cognitiva idiossincrática particular do aprendiz, Moreira (2011) 
propõe a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa. 
 
2.4. Unidade de Ensino Potencialmente Significativa 
A Unidade de Ensino Potencialmente Significativa consiste em uma unidade 
de ensino na qual o professor tem como objetivo, a partir dos princípios da Teoria da 
aprendizagem de David Paul Ausubel (2003), atingir aprendizagem significativa, ou 
seja, como expõe Ribeiro (2022): 
No desenvolvimento de uma UEPS busca-se um material de ensino não 
aleatório, plausível e sensível ao conhecimento prévio que o aluno tem, 
oportunizando situações nas quais ele seja capaz de aprender. A unidade de 
ensino está inserida em um processo de ensino ativo. (RIBEIRO, 2022, p. 8) 
Ribeiro (2022) explica que o foco na construção de uma UEPS deve ser o 
aluno e não o conteúdo, segundo o autor: 
12 
 
Isso significa ainda que a construção de uma UEPS deve também levar em 
conta fatores particulares individuais dos alunos, como a idade, a vivência 
cultural, o nível de cognição e a capacidade que eles individualmente 
demonstram na utilização do conhecimento prévio relevante na sua estrutura 
cognitiva em relação ao novo conhecimento a ser adquirido (RIBEIRO, 2022, 
p. 8) 
Entretanto, diferente do que se possa pensar, a sequência de ensino não foi 
desenvolvida por David Ausubel e sim, pelo professor Marco Antônio Moreira em 
2011. Sobre as formas ou ferramentas que podem ser utilizadas para obter uma 
aprendizagem significativa expõe De Souza: 
Buscando formas de efetivar esse processo cognitivo em práticas concretas 
de ensino, Novak (2010) descreve como elemento fundamental o 
desenvolvimento de recursos facilitadores e materiais potencialmente 
significativos. Dentre estes, podemos citar os Mapas Conceituais (NOVAK; 
CANÃS, 2010), Vê Epistemológico (GOWIN; ALVAREZ, 2005) e as Unidade 
de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS). (DE SOUZA, 2019, p. 155). 
Para a construção de uma UEPS os princípios da Teoria da Aprendizagem 
devem ser obedecidos e alguns passos que, segundo Moreira (2011, p. 45-46), 
representam a tentativa de um caminho lógico que venha a potencializar a 
aprendizagem significativa, da seguinte forma: 
1°) definição do tema a ser trabalhado na UEPS, identificando aspectos 
procedimentais, tais como os aceitos no contexto da disciplina; 
2°) criação e/ou proposição de situações que possam oportunizar a 
identificação dos conhecimentos prévios relevantes da estrutura cognitiva 
dos alunos, tópico esse importante para obtenção de uma aprendizagem 
significativa, uma vez que esseconhecimento servirá para iniciar o processo 
de ensino; 
3º) levando-se em conta o conhecimento prévio relevante identificado 
anteriormente, propor situações-problema que tenham o potencial de 
preparar o terreno para a introdução do material de ensino sobre o tema 
escolhido. Pode-se fazer uso dos organizadores prévios, que são materiais 
introdutórios, que possuem um nível de abstração, generalidade e 
inclusividade maior que a sequência didática, eles serão introduzidos 
anteriormente à tarefa de aprendizagem de forma a serem utilizados com a 
finalidade de buscar clareza, estabilidade ou a capacidade de discriminar o 
conhecimento prévio relevante ancorado na estrutura cognitiva do aluno. 
Esses organizadores vão servir de ideias iniciais ou provisórias, cujo objetivo 
é favorecer o surgimento de conhecimentos prévios relevantes que possam 
interagir com o novo conhecimento. Os organizadores podem ocorrer de 
diversas formas, como: uma situação-problema, uma TIC, um vídeo, uma 
experimentação, uma demonstração, atividades lúdicas, enfim, como 
instrumentos que possam despertar no aluno disposição para aprender. 
4°) apresentação do conhecimento a ser ensinado/aprendido, levando em 
consideração a diferenciação progressiva, ou seja, a partir de aspectos mais 
gerais do conteúdo à aspectos mais específicos 
5°) retomada de aspectos mais gerais sobre o tema, de forma a proporcionar 
o conhecimento em maior nível de complexidade, colocando novos exemplos 
e destacando semelhanças e diferenças em relação à primeira apresentação; 
6º) conclusão da unidade, retomando as características mais relevantes do 
conteúdo em questão e buscando a reconciliação integrativa; 
13 
 
7°) por último, realização de avaliação da aprendizagem que foi apropriada 
através da UEPS. (RIBEIRO e SOUZA, 2015, p. 63). 
 
Vale salientar que o material de ensino deve ser considerado potencialmente 
significativo quando for capaz de transmitir, dialogar com o estudante 
apropriadamente e de modo relevante com o subsunçor (conhecimento prévio do 
aluno). Para isso, é necessário que este material tenha significado lógico, ou seja, 
deve ser capaz de relacionar a estrutura cognitiva apropriada e relevante. Outro 
requisito é que o aluno tenha em sua estrutura cognitiva ideias-âncoras que possa 
ligar com o novo assunto a ser aprendido. 
O material que pode ser uma aula, uma estratégia, um livro ou outro material 
diversos, deve estar habilitado para conversar com o aprendiz e ao fazer isso, pode 
se dizer que este seja potencialmente significativo, ou seja, quem atribui o valor ao 
material depende da capacidade de atrair o sujeito. 
Para Moreira, 
É importante enfatizar aqui que o material só pode ser potencialmente 
significativo, não significativo: não existe livro significativo, nem aula 
significativa, nem problema significativo, ..., pois o significativo está nas 
pessoas, não nos materiais. (MOREIRA, 2012, p. 8) 
Assim, podemos concluir que a potencialidade da UEPS se ancora no fato de 
permitir uma aprendizagem que seja potencialmente significativa, a partir da utilização 
de uma diversidade de estratégias de ensino e a participação ativa do aluno. 
 
 
14 
 
3. Introdução a princípios da óptica geométrica 
 
 
3.1. Desenvolvimento Histórico: 
A luz sempre despertou a curiosidade humana, o que fez ela estar 
representada em diversas civilizações através de suas religiões ao longo da história. 
Com o judaísmo/cristianismo não foi diferente, ela aparece no primeiro livro, Gênesis, 
explicando como surgiu, no seu primeiro capítulo: 
1 No princípio criou Deus o céu e a terra. 
2 E a terra era sem forma e vazia; e havia trevas sobre a face do abismo; e o 
Espírito de Deus se movia sobre a face das águas. 
3 E disse Deus: Haja luz; e houve luz. 
4 E viu Deus que era boa a luz; e fez Deus separação entre a luz e as trevas. 
5 E Deus chamou à luz Dia; e às trevas chamou Noite. E foi a tarde e a manhã, 
o dia primeiro. (Bíblia Sagrada, Gênesis 1:1-5) 
Durante um longo período, a humanidade tentou explicar o que era luz e até 
mesmo, como se dava o processo da visão. As primeiras ideias que tiveram maior 
destaque foram as ideias que surgiram na Grécia Antiga, que é considerada o berço 
da sabedoria. 
Na Grécia Antiga existiam diversas explicações de como ocorria a visão 
humana para os gregos. Demócrito, que era atomista, acreditava que os objetos 
emitem uma espécie de partícula (átomo) que eram percebidas pelo olho e gera a 
visão, Já Platão que o olho emitia uma espécie de fluxo (Raio) que colidiram com os 
objetos que então era visualizado que era semelhante a voz humana. Empédocles 
acreditava que o olho era constituído de fogo no seu interior e no seu exterior água, 
terra e ar. 
Já Salvetti (2008, p. 18 e 19), abordando sobre o mesmo tema, traduz que 
Pitágoras acreditava que cada objeto tinha um fluxo de partículas que atingiam os 
olhos e que a luz consistia em raio em linha reta que saiam do olho e tateavam o 
objeto enquanto Euclides, influenciado com as ideias de Platão, conseguiu explicar a 
lei de reflexão e a propriedade dos espelhos. Este filósofo afirmava que os raios de 
luz viajam em linha reta e que a velocidade da luz era muito alta. 
Entretanto, existia uma exceção ao pensamento de que a visão era como uma 
espécie de fogo que partia dos olhos, como explica Salvetti (2008, p. 19). Aristóteles 
15 
 
acreditavam a luz seria coisa material que se baseia num meio transparente como 
receptáculo, um veículo da cor e que os objetos eram revelados pelo fogo. 
Conforme explica Salvetti (2008), sobre os filósofos gregos e o entendimento 
sobre a atual luz, que o entendimento de Pitágoras e Demócrito guarda mais 
similaridade ao modelo corpuscular, enquanto a teoria de Aristóteles se aproxima 
mais do modelo ondulatório (SALVETTI, 2008, p. 20). 
Com o fim da civilização da Antiga Grécia, do domínio Romano e o avanço do 
Cristianismo como religião ocidental, o que ocorreu foi uma espécie de estagnação 
pela busca do conhecimento até então existente até a Renascença. 
As ideias em torno do que seria a luz foi evoluindo com as ideias de Nicolau 
Copérnico, Galileu Galilei, Johannes Kepler e Isaac Newton, passando por diversos 
outros autores como René Descartes, Robert Hooke e Thomas Young (ROONEY, 
(2013, p. 53-57). 
Neste período se destacaram duas linhas de pensamento, uma defendida por 
Isaac Newton que defendia que a luz se comportava como um corpúsculo e a 
ondulatória que se destaca o trabalho inicial de Christian Huygens. Apesar da 
diferença das duas teorias quanto a natureza da luz, ambas tinham natureza 
mecanicista, ou seja, para Huygens a luz precisava de um meio para se propagar, 
este meio era o éter, sobre isso afirma da Silva: 
Huygens concebia a luz na forma de uma perturbação mecânica que se 
propagava através de forças de contato entre corpúsculos. Em sua obra, 
como não poderia deixar de ser, não aparece qualquer referência `a ideia de 
ação a distância, de campo eletromagnético e outros conceitos mais 
recentes, desenvolvidos nos séculos que lhe seguiram. Curiosamente, não 
menciona nem mesmo algumas características mais elementares, como 
amplitude de vibração, frequência, período ou comprimento de onda. Ignorar 
esses aspectos pode induzir a atribuição, a um autor do Século XVII, de uma 
interpretação contemporânea da natureza (SILVA, 2007). 
A Teoria Corpuscular, apesar de ser muita antiga e ter sua origem na Grécia 
Antiga, foi erroneamente atribuída a Newton enquanto a Teoria ondulatória se atribui 
a Huygens, como apresenta Moysés: 
Os fenômenos da óptica geométrica são compatíveis com a Teoria 
Corpuscular da Luz da qual se costuma (erroneamente) citar Newton como 
principal partidário. A teoria rival, a teoria ondulatória da luz, teve sua primeira 
grande contribuição no “Tratado sobre a Luz” de Christian Huygens, 
publicada em 1690, onde se encontra formulado o Princípio de Huygens, que 
desempenhaum papel no tratamento da propagação da onda.” (MOYSÉS, 
1998, p.1). 
 
16 
 
A principal diferença da Teoria Ondulatória criada por Huygens da atual era 
que a dele tinha um comportamento de uma onda mecânica, ou seja, precisava de 
meio para se propagar e este meio era Éter enquanto a atual é de que é uma onda 
eletromagnética e, portanto, não precisa de um meio para se propagar. Esta pode se 
propagar no vácuo, como no caso da Luz. 
No início do século passado, com o avanço da Física e o surgimento de um 
novo campo de estudo denominado Física Moderna, pôs fim à disputa quanto à 
natureza da luz. Descobriu-se que a luz se comporta tanto como um corpúsculo 
quanto onda, porém, nunca apresenta os dois comportamentos simultâneos, ou um 
ou o outro a depender do experimento. 
 
3.2. A Luz no Século XIX: 
No início dos anos 1800, acreditava-se que a luz era uma onda similar ao som 
que tinha um meio de propagação no espaço que era denominado de éter. A partir de 
1856, os trabalhos James Clark Maxwell conseguiram unir a eletricidade, o 
magnetismo e óptica e, para isso, ele unificou trabalhos nestas áreas: as leis de 
Ampère, a lei de Gauss e a lei de indução de Faraday, auxiliando na composição 
teórica e desenvolvendo assim o eletromagnetismo. 
A tabela 1 apresenta as principais equações do eletromagnetismo (Lei de 
Gauss, indução de Faraday e de Ampere) na forma integral. 
 
Tabela 1: Equações das ondas eletromagnéticas. 
Lei Equações integrais Equações 
Lei de Gauss ∮ �⃗� ⋅ 𝑑𝑆⃗⃗⃗⃗ =
𝑞
𝜀0
 �⃗� ⋅ �⃗� =
𝜌
𝜀0
 
Lei de Gauss para 
magnetismo 
∮ �⃗� ⋅ 𝑑𝑆⃗⃗⃗⃗ = 0 �⃗� ⋅ �⃗� = 0 
Lei de Faraday de indução 
∮ �⃗� ⋅ 𝑑𝑟⃗⃗⃗⃗ =
−𝑑∅𝐵
𝑑𝑡
 �⃗� 𝑥�⃗� =
𝜕�⃗� 
𝜕𝑡
 
Lei de Ampére 
∮ �⃗� ⋅ 𝑑𝑟⃗⃗⃗⃗ = µ0ⅈ + µ0𝜀0
𝑑∅
𝑑𝑡
 �⃗� 𝑥�⃗� = µ0𝐽 + µ0𝜀0
𝜕�⃗� 
𝜕𝑡
 
17 
 
 
Fonte: Lei de Maxwell baseada no material de aula da professora Carola Dobrigkeit Chinellato e a 
forma de apresentação no Wikipédia. 
A unificação das leis descritas da tabela 1, realizadas por Maxwell foi uma 
grande revolução no modelo existente até então e que permanece. Atualmente, é 
impossível pensar a sociedade sem as ondas eletromagnéticas, ou seja, elas são a 
base da vida moderna. Essas ondas foram essenciais no desenvolvimento 
tecnológico que aconteceu após a II guerra mundial, período que muitos chamam de 
pós-modernidade, mas elas foram descobertas no final de XIX. 
As ondas eletromagnéticas, por exemplo, estão presentes em quase tudo que 
nos cerca, desde o micro-ondas, aparelhos de TV, computadores, internet, medicina, 
na indústria e até mesmo os modernos smartphones. Citando Halliday (2016): 
Estamos imersos em ondas eletromagnéticas pertencentes a esse espectro. 
O Sol, cujas radiações definem o meio ambiente no qual nós, como espécie, 
evoluímos e nos adaptamos, é a fonte predominante. Nossos corpos são 
também atravessados por sinais de rádio, televisão e telefonia celular. Micro-
ondas de aparelhos de radar podem chegar até nós. Temos também as 
ondas eletromagnéticas provenientes das lâmpadas, dos motores quentes 
dos automóveis, das máquinas de raios X, dos relâmpagos e dos elementos 
radioativos existentes no solo. Além disso, somos banhados pelas radiações 
das estrelas e de outros corpos de nossa galáxia e de outras galáxias. As 
ondas eletromagnéticas também viajam no sentido oposto. Os sinais de 
televisão, produzidos na Terra desde 1950, já levaram notícias a nosso 
respeito (juntamente com episódios de I Love Lucy, embora com intensidade 
muito baixa) a qualquer civilização tecnicamente sofisticada que porventura 
habite um planeta em órbita de uma das 400 estrelas mais próximas da Terra 
(HALLIDAY, 2016, p.3). 
Mas a evolução da descoberta não acontece de uma forma abrupta, como pode 
transparecer. Maxwell só foi responsável pelo “pontapé” inicial, pois ele morreu pouco 
depois, aos 46 anos, colocando um fim a um trabalho promissor. Entretanto, ele foi 
capaz de comprovar matematicamente a existência das ondas de rádio. 
Coube a Heinrich Hertz comprovar experimentalmente a existência da onda de 
rádio, pois até então eram conhecidas/comprovadas somente a luz, o infravermelho e 
o ultravioleta. 
Na época de Maxwell (meados do século XIX), a luz visível e os raios 
infravermelho e ultravioleta eram as únicas ondas eletromagnéticas 
conhecidas. Inspirado pelas previsões teóricas de Maxwell, Heinrich Hertz 
descobriu o que hoje chamamos de ondas de rádio e observou que essas 
ondas se propagam à mesma velocidade que a luz visível. (HALLIDAY, 2016) 
18 
 
O experimento consistia na geração de uma corrente elétrica de alta tensão 
entre duas extremidades que estão separadas por uma pequena distância, gerando 
uma faísca no espaço existente. Esta faísca resulta na radiação de ondas 
eletromagnética que se propaga no ar, criando uma faísca no círculo que está a cerca 
de 1 m de distância, conforme a Figura 5. 
 
Figura 1: Experimento de Hertz- Descoberta das ondas de rádio. 
 
Fonte: disponível em https://mgmdenia.files.wordpress.com/2017/03/experimento_hertz.jpeg 
Como poderia explicar a faísca no círculo com uma pequena fenda? Somente 
com a propagação da onda eletromagnética, mais precisamente, as ondas de rádio, 
confirmando assim a previsão de Maxwell. Isso também comprova que a onda 
eletromagnética é composta pelo campo magnético e pelo campo elétrico, ambos são 
variáveis e perpendicular entre si, e, também é perpendicular ao deslocamento, que 
ocorre sobre o eixo x, como pode ser visualizado na Figura 2: 
Figura 2: Onda eletromagnética. 
19 
 
 
Imagem disponível em www.researchgate.net/figure/Figura-1-Onda-eletromagnetica-se-propagando-
na-direcao-do-eixo-dos-x_fig1_313265825 
Na Figura 2, o Campo Elétrico oscila paralelo ao eixo y e o campo magnético 
oscila paralelo ao eixo z e o propagação P no sentido positivo de x, ao longo de um 
período t, obedecendo a função: 
E y= E m sen (kx – wt) 
e 
B z= B m sen (kx – wt) 
Onde: k é número de ondas e w é a frequência angular. 
Sendo B m e E m são a amplitude dos vetores E y e B z. O campo elétrico é gerado 
pelo campo magnético e vice-versa, ou seja, um existe a partir do outro sendo, 
portanto, interdependentes. 
Dessa forma, as ondas eletromagnéticas não se restringem a luz visível, a raios 
ultravioletas, infravermelhos ou as ondas de rádio. Há grupo ou conjunto formado por 
todas as frequências eletromagnéticas que recebe o nome de espectro 
eletromagnético. A luz é pequena parte do espectro eletromagnético, como pode ser 
visualizada na Figura 3: 
Figura 3: Espectro eletromagnético. 
20 
 
 
Imagem disponível em https://www.infoescola.com/fisica/espectro-eletromagnetico/ 
Como se percebe na Figura 03, a luz visível é uma pequena parte do espectro 
eletromagnético que varia de 400 nm a 700 nm de comprimento. As ondas 
eletromagnéticas se deslocam na velocidade da luz no vácuo, independente da sua 
frequência ou comprimento da onda. 
Este valor sofre variação de acordo com o meio em que as ondas 
eletromagnéticas se propagam. A velocidade da luz é representada pela c que é a 
primeira letra ou uma espécie de abreviatura da palavra celeritas que significa 
velocidade ou rapidez em latim. 
A fórmula utilizada para calcular a velocidade (v) de propagação da onda 
eletromagnética é: 
𝑣 = 𝜆 ⋅ 𝑓 ou 𝑣 = 𝜆 ⋅
1
𝑇
 ou ainda, 𝑣 =
𝜔
𝑘
= 𝜆 ⋅ 𝑓 
 
Onde: 
T é período (quantidade de tempo gasto para dar uma volta somente); 
f é frequência (quantidade de voltas dadas por segundo); 
𝜆 é o comprimento ou tamanho da onda. 
 
Além deste, há outras fórmulas básicas: 
21 
 
Frequência: 𝑓 =
1
𝑇
 
Número de Onda: 𝑘 =
2𝛱
𝜆
 
Frequência angular: 𝜔 = 2𝜋 ⋅ 𝑓 
 
Como pode ser observado, a frequência e o comprimento da onda são 
inversamente proporcionais, ou seja, quando a frequência aumenta, o comprimento 
de luz diminui e vice-versa, de modo que o produto ou a multiplicação dafrequência 
(f) e do comprimento de onda (λ) seja igual a velocidade da luz (c). 
 
3.3. Princípios da Propagação Retilínea: 
Em um meio homogêneo, como o ar em uma sala ou o vácuo existente no 
espaço interestelar, a luz se propaga como um comportamento similar a várias linhas 
retas em diversas direções. Isso pode ser facilmente observado, como explica 
Nussenzveig (2002), se pensar numa fonte de luz puntiforme, ou seja, com dimensões 
desprezíveis em confronto com as demais dimensões que entram na observação, 
como um orifício muito pequeno iluminado do anteparo. 
Na Figura 4 é possível visualizar o princípio da propagação retilínea da luz. Por 
conta desta lei que surge a sombra (área com ausência da luz, também conhecido 
como sombra) e penumbra (ausência parcial da luz é o meio termo entre a sombra e 
o iluminado). 
 
Figura 4: Propagação retilínea da luz. 
 
Fonte: disponível em Nussenzveig (2002, p. 3). 
Outro exemplo desta propagação ocorre na câmara escura, como pode ser 
observado na Figura 5. 
22 
 
Figura 5: Câmara escura ou de orifício. 
 
Fonte: disponível em https://brasilescola.uol.com.br/fisica/camara-escura-orificio.htm 
Em ambos os casos, o orifício é extremamente pequeno, ou seja, tende a 
zero. No exemplo o autor Nussenzveig (2002) apresenta como um “orifício de alfinete”. 
Neste exemplo é possível ser explicado somente pela teoria corpuscular e não como 
um fenômeno ondulatório, pois uma onda sonora, por exemplo, não se propaga desta 
mesma maneira. 
Este princípio também explica o fenômeno do eclipse solar e lunar. Este 
fenômeno acontece quando um corpo entra ou passa pela sombra gerada pelo outro 
(lua ou Sol) e, para isso, a fonte de luz precisa ser grande, ou seja, um corpo extenso 
em que seu tamanho faz diferença na solução do problema. 
Conforme explica Oliveira Filho (2017), o eclipse lunar é mais comum que o 
Solar por diversos fatores: o Lunar quando acontece, pode ser visualizado por todo o 
planeta e tem uma duração de não superior a 100 min. O solar tem duração máxima 
de 7,5 min e pode ser visto na totalidade em uma área muito pequena do planeta em 
sua totalidade 270 km de largura e parcialmente, numa área de 3.000 km 
aproximadamente. Nas figuras 6 e 7 estão apresentadas as representações dos 
eclipses solares e lunares, respectivamente. 
 
Figura 6: Eclipse Solar: 
 
23 
 
Fonte: Disponível em Oliveira Junior (2017). 
 
Figura 7: Eclipse lunar: 
 
Fonte: Disponível em Oliveira Junior (2017). 
Na figura 11 é possível visualizar que o eclipse lunar só acontece no ponto 
central (3) da órbita da Lua e que nos outros dois pontos (2 e 4) acontece o eclipse 
lunar parcial ou penumbra que não é de fácil visualização, pois não há alteração no 
brilho da Lua. Nos pontos 1 e 2 não há eclipse. 
A velocidade da lua é de 3.682 km/h e pode levar 150 min no total e a fase total 
dura no máximo 100 min. Como explica Oliveira Filho (2017), quando é possível 
ocorrer um eclipse lunar: 
Para ocorrer um eclipse, a Lua, além de estar na fase Nova ou Cheia, precisa 
estar no plano da eclíptica, ou seja, precisa estar em um dos nodos ou 
próxima a ele. Como o sistema Terra-Lua orbita o Sol, aproximadamente 
duas vezes por ano a linha dos nodos está alinhada com o Sol e a Terra. 
Estas são as temporadas dos eclipses, quando os eclipses podem ocorrer. 
Quando a Lua passa pelo nodo durante a temporada de eclipses, ocorre um 
eclipse. Como a órbita da Lua gradualmente gira sobre seu eixo, com um 
período de 18,6 anos de regressão dos nodos, as temporadas ocorrem a 
cada 173 dias, e não exatamente a cada meio ano. (OLIVEIRA FILHO, 2017). 
Como já exposto, este fenômeno só é possível devido ao movimento de rotação 
da Terra e da Lua e, especificamente, a propagação retilínea da luz que neste caso é 
proveniente do Sol. 
 
3.4. Velocidade da Luz 
A luz se propaga com a maior velocidade que se conhece, nada é mais rápido 
do que a luz, que tem a velocidade de 299.792.458 m/s ou aproximadamente 300.000 
24 
 
km/s no vácuo. Este valor sofre variação de acordo com o meio em que ela se 
propaga. A velocidade da luz é representada pela c que é a primeira letra ou uma 
espécie de abreviatura da palavra celeritas que significa velocidade ou rapidez em 
latim. 
Diferente do que se possa pensar, o ano-luz não é velocidade e sim, unidade 
de distância e, neste caso, corresponde a distância percorrida em 1 ano pela luz. Para 
obter este número é possível através do cálculo de quantos segundos tem um ano, 
ou seja, multiplica-se 365 dias vezes por 24 horas, depois por 60 minutos e em 
seguida 60 segundos. Agora, sabendo-se o ano em segundos basta multiplicar pela 
velocidade da luz 300.000 km/s e obtém-se a distância percorrida pela luz em um ano: 
9.461.000.000.000 km ou 9,461 x 1012 km. 
 
3.5. Fontes de luz: 
As fontes de luz são corpos onde se percebe a presença da luz que própria 
ou oriunda de outros corpos. As fontes primárias, também conhecidas como corpos 
luminosos, são corpos que têm a capacidade de gerarem a sua luz como uma vela ou 
uma estrela (Sol) ou lâmpada ou uma fogueira. A Figura 8 é uma imagem do nascer 
do Sol que demonstra que evidencia que ele tem luz própria. 
 
Figura 8: Nascer do Sol, exemplo de fonte primária 
 
Fonte: disponível em https://www.tripadvisor.com.br/LocationPhotoDirectLink-g303518-d4056763-
i221694939-Pium_Beach-Natal_State_of_Rio_Grande_do_Norte.html 
 
25 
 
As fontes secundárias, também conhecidas como corpos iluminados, não têm 
a capacidade de produzir a sua luz e sim, refletir a luz proveniente das fontes 
primárias, funcionando como uma espécie de espelho. Exemplos de fontes 
secundárias são o espelho e a Lua (figura 9). 
 
Figura 9: “luz” da Lua, exemplo de fonte secundária 
 
Fonte: disponível em https://g1.globo.com/df/distrito-federal/noticia/2019/12/13/lua-cheia-desta-sexta-
feira-13-e-a-ultima-da-decada-veja-fotos-no-df.ghtml 
 
Com relação ao tamanho da fonte de luz, ela pode ser classificada como ou 
corpo extenso (grande) ou puntiforme (pontual). A distância tem um papel 
fundamental com relação à percepção da distância. 
Quanto ao tipo de luz que pode ser gerada pela fonte primária, esta pode ser 
dividida em monocromática (simples) ou policromática (composta). A luz 
monocromática, ou seja, de cor única, se diferenciam entre si pela frequência 
(oscilações) da onda enquanto a luz policromática é a composição de todas as cores 
do espectro. 
 
3.6. Reflexão e Refração Luminosa 
A partir da análise da figura 10, percebe-se que há um raio de luz que incide 
sobre uma superfície. Parte dele sai do meio 1 e adentra para o meio 2, este fenômeno 
é chamado de refração. Outra parte, atinge o meio 2 e volta, ou seja, não adentra no 
meio 2 e continua no meio 1. Este último fenômeno dá-se o nome de refração. 
 
Figura 10: Raio de luz – reflexão e refração. 
26 
 
 
Fonte: disponível em https://www.preparaenem.com/fisica/reflexao-e-refracao-da-luz.htm 
Reflexão sobre uma superfície qualquer pode ou não gerar uma imagem. 
Quando é gerado uma imagem, este recebe o nome de Reflexão Especular, ou seja, 
é o reflexo espelhado da luz que acontece na superfície de um lago calmo, num 
espelho ou sobre um aço polido por exemplo. Este fenômeno é gerado porque os 
raios refletidos são paralelos para uma incidência paralela, como pode ser visualizado 
na Figura 11: 
 
Figura 11:Reflexão da luz numa superfície especular. 
 
Fonte: Disponível em 
https://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n32_Vieira/arquivos/controle/reflexao_e_espelhos.pdf 
 
Esta reflexão não acontece de modo aleatório como alguns podem imaginar. 
Elas obedecem a uma regra chamada lei da reflexão: 
27 
 
1ª LEI DA REFLEXÃO: o raio incidente, a reta normal à superfície e o raio refletido 
pertencem ao mesmo plano. 
2ª LEI DA REFLEXÃO: o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão (�̂� = 𝑟), 
sendo o (�̂�) o raio de incidência e o 𝑟 o raio derefletido. 
Como explica Nussenzveig (2002), estes princípios de estarem no mesmo 
plano e da igualdade do ângulo de incidência já eram conhecidos desde a Grécia 
Antiga, ou seja, ainda na época da Filosofia da Natureza. Estas leis podem ser 
visualizadas na figura 16. 
 
Figura 12: Superfície refletora. 
 
Figura 3.12: Disponível em 
ttps://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n32_Vieira/arquivos/controle/reflexao_e_espelhos.pdf 
 
Da análise da figura 12, é possível perceber que o ângulo de incidência tem o 
mesmo tamanho do ângulo de reflexão (1ª lei) e que por definição, a superfície é lisa, 
portanto, trata-se de reflexão especular, ou seja com uma imagem definida. Também 
é notável que tanto raio de incidência quanto a raio refletido encontram-se no mesmo 
plano. 
Outra possibilidade é que o raio de luz ao ser refletido para o meio, não gere 
uma imagem definida. Neste caso, a reflexão da luz recebe o nome de reflexão difusa 
porque a luz é refletida de forma espalhada e ocorre em superfícies rugosas, como 
pode ser visualizado na Figura 17. 
 
Figura 13: Reflexão em superfície difusa. 
28 
 
 
Fonte: 
Disponível em ttps://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n32_Vieira/arquivos/controle/reflexao_e_espelhos.pdf 
 
A refração ocorre quando um raio de luz passa de um meio para outro, com 
isso, ocorre a mudança da velocidade de propagação da luz como pode ser observado 
na figura 13 quando o raio sai do meio 1 para o meio 2. 
O índice de refração muda de acordo com o meio e pode ser calculado da 
seguinte forma: 
𝑛 =
𝑐
𝑣
 
Na Tabela 2 é apresentado o índice de refração da luz em diversos meios: 
 
Tabela 2: Índice de refração em meios diversos. 
Meio de propagação Índice de refração 
Vácuo 1,00000 
Ar (cntp) 1,00029 
Safira 1,77000 
Água 1,33000 
Álcool 1,36000 
Diamante 2,44000 
Vidro 1,50000 a 1,90000 
Glicerina 1,90000 
Fonte: baseada no material de aula de Física IV do prof. Elton Nascimento do IFAL. 
29 
 
Quanto maior o índice de refração, menor é o ângulo formado entre a normal e 
o raio refratado 𝜃𝑅 e vice-versa. A consequência disso é a diminuição da velocidade 
de propagação da luz. Entretanto, com relação a propagação da luz, o inverso não é 
verdade, pois a maior velocidade possível é a da luz. 
 
Figura 14: Refração e reflexão de um raio de luz. 
 
Fonte: disponível em 
ttps://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n32_Vieira/arquivos/controle/reflexao_e_espelhos.pdf 
Tomando por base a figura anterior, pode-se analisar a lei da refração que 
também chamada de lei de Snell-Descartes, pois foi descoberta por Willebrord Snell 
em 1621 e reencontrada por René Descartes em 1637, conforme explica Nussenzveig 
(2002). Este princípio afirma que o raio refratado também permanece no plano de 
incidência e pode ser calculado por 𝑛12 =
𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖
𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟
, ou seja, é realizada a divisão entre os 
senos do ângulo formado entre a normal e raio incidente e o ângulo da normal e raio 
refratado. 
Sobre isso explica Moysés Nussenzveig (2002): 
“... 𝑛12 é uma constante que se chama índice de refração do meio 2 relativo 
ao meio 1. Se 𝑛12 > 1, como p. ex. ao passar do ar para água, diz-se que o 
meio 2 é mais refringente que 1, e o raio refratado se aproxima da normal; se 
𝑛12 < 1 (ao passar do vidro para a água, p. ex.), o menos refringente raio 
refratado se afasta da normal. (NUSSENZVEIG, 2002). 
30 
 
O índice de refração relativo refere-se a luz monocromática, pois o 𝑛12 varia 
de acordo com a cor e isso é responsável pela dispersão que ocorre com a luz ao 
atravessar o prisma (Prisma de Newton), com a luz ao passar pela atmosfera ou 
formação do arco-íris. 
 
31 
 
4. Metodologia 
O estudo empregou uma análise de natureza qualitativa no qual foi realizado 
um estudo de caso uma vez que, possibilitou investigar e interpretar o material de 
ensino a partir da sua utilização por um grupo de pessoas em prática educativa, a 
partir de um estudo que teve o potencial de possibilitar ao pesquisador de 
compreender um fenômeno a partir de seu contexto real (YIN, 2005). 
 
4.1 O Local da Pesquisa 
A pesquisa foi realizada no Colégio Estadual Colégio Estadual Raymundo de 
Almeida Gouveia, localizado Via Castelo Branco - Castelo Branco, Salvador - BA, 
41322-225 nas turmas do 3º ano dos turnos matutino e vespertino. 
Esta escola está situada na periferia da cidade, mais exatamente, o maior bairro 
da cidade de Salvador chamado de Cajazeiras, com população estimada de 600 a 
800 mil. 
 
4.2 Sujeitos pesquisados: população e amostra 
A UEPS foi desenvolvida para ser utilizada com alunos da educação básica 
para os princípios básicos da óptica geométrica tanto para o ensino fundamental como 
para o médio. Para o estudo específico, ela foi utilizada com 48 alunos do 3º ano do 
ensino médio dos turnos matutino e vespertino do Colégio Estadual Raymundo de 
Almeida Gouveia. 
Os dados foram coletados a partir de uma análise das respostas das atividades 
realizadas pelos alunos e no final do curso por um questionário do tipo escala Likert 
para verificar as concepções dos alunos acerca da UEPS. 
 
4.3 A elaboração da UEPS 
A Unidade de ensino deste produto educacional foi dividida em 7 encontros ou 
aulas, cada aula terá duração de 50 minutos. A UEPS funcionará como uma espécie 
de hipertexto onde constam conceitos, vídeos e atividades avaliativas a ser 
trabalhados com alunos da educação básica. 
 
 
32 
 
As atividades foram realizadas na 1ª unidade do 1º semestre do ano de 2022 e 
dividida segundo a Tabela ,3 seguindo passos da UEPS: 
 
Tabela 3 – Proposta de Cronograma de atividades 
Aula Atividade Objetivo Carga Horária 
Página 01 Leitura do texto: O 
fenômeno luminoso na 
percepção dos gregos 
(Grécia Antiga) 
Criar e/ou propor 
situações que 
possam oportunizar 
a identificação dos 
conhecimentos 
prévios relevantes 
da estrutura 
cognitiva dos alunos 
acerca do conteúdo 
programático Luz. 
1 hora 
Página 02 O Arco íris Propor situação-
problema com o 
potencial de 
preparar o terreno 
para a introdução 
do material de 
ensino sobre o 
conteúdo 
programático Luz. 
1 hora 
Aula 03 Leitura de texto, 
visualização de vídeos e 
resolução de questões. 
Conceito de luz 
como onda 
eletromagnética 
O espectro 
eletromagnético e 
características 
Luz visível – 
conceito. 
1 hora 
Aula 04 Leitura de texto, 
visualização de vídeos e 
resolução de questões. 
Identificar e 
compreender o 
conceito de raio e 
feixe de luz, fontes e 
meios de 
propagação dos 
1 hora 
33 
 
raios luminosos. 
Aula 05 Leitura de texto, 
visualização de vídeos e 
resolução de questões. 
Identificar e 
conhecer os 
princípios da óptica 
geométrica 
 
1 hora 
Aula 06 Leitura de texto, 
visualização de vídeos e 
resolução de questões. 
Apresentar os 
fenômenos da 
óptica geométrica. 
1 hora 
Aula 07 Leitura de texto, 
visualização de vídeos e 
resolução de questões. 
Apresentar a luz 
como fenômeno 
corpuscular a partir 
do efeito fotoelétrico 
 
1 hora 
 
 
34 
 
5. Resultados e Discussão: 
A análise dos resultados da aplicação do produto educacional é apresentada 
em três seções de acordo com os objetivos que nortearam o estudo: 
(1) Análise do conhecimento prévio dos aprendizes; 
(2) Análise dos questionários aplicados durante as atividades; 
(3) Análise do questionário da escala Likert de concepção do aluno acerca da 
UEPS. 
5.1 – Questionário de conhecimento prévio. 
O questionário de conhecimento prévio ocorreu na primeira aula e teve como 
objetivo, a partir do organizador prévio “a luz na Grécia Antiga”, identificar 
conhecimentos existentes na estrutura cognitiva dos alunos. Os gregos davam ao Sol 
um caráter divino e atribuíam a seu deus Apolo como responsável pelo Sol e pela luz. 
O intuito é demonstrar e discutir sobre a curiosidade do ser humano e por conseguinte 
fazer isso de modo racional ou científico diversas civilizações criarammitos sobre o 
Sol e a luz sendo também apresentada a imagem de Apolo. 
Pretendia-se com esta aula atrair a curiosidade dos alunos mostrando que está 
sempre com relação a luz e ao final, foi realizado um questionário para avaliar o 
conhecimento prévio do aluno sobre princípios da óptica geométrica. 
No primeiro quesito tínhamos por objetivo analisar se os alunos reconhecem 
qual das fontes não emitem luz própria, ou seja, uma fonte secundária. Apenas sete 
estudantes assinalaram a resposta incorreta. 
 
 
 
 
 
 
35 
 
Figura 15: Questão 1 da página 1 
 
No segundo quesito tivemos por objetivo identificar o comportamento do raio 
luminoso na sua relação com o olho humano e o ato de enxergar. Nesse momento 31 
estudantes (64,6%) conseguiram assinalar corretamente que enxergamos devido a 
difusão dos raios luminosos no olho humano. 
Figura 16: Questão 2 da página 1 
 
No quesito 3 o objetivo foi identificar qual objeto seria uma fonte luminosa e 39 
estudantes responderam corretamente. 
 
36 
 
Figura 17: Questão 03 da página 01 
 
 
Na questão 4 o objetivo era caracterizar conceitualmente uma onda do tipo 
eletromagnética e apenas 21 estudantes (43,8%) responderam corretamente 
 
Figura 18: Questão 4 da página 1 
 
 
No quesito 05 o objetivo foi verificar se os estudantes reconheciam o fenômeno 
óptico de reflexão e 42 estudantes conseguiram. 
37 
 
 
Figura 19: Questão 5 da página 1 
 
Na questão 06 tivemos por objetivo identificar o conhecimento prévio acerca do 
princípio de propagação retilínea da luz evidente em um dos fenômenos. Obtemos um 
índice de acerto com 41 estudantes. 
Figura 20: Questão 6 da página 1 
 
38 
 
Na questão 7 tivemos por objetivo identificar o fenômeno da óptica geométrica 
que origina o arco íris, e 34 estudantes assinalaram a resposta correta. 
Figura 21: Questão 7 da página 1 
 
Nesta aula, a questão que os estudantes assinalaram de forma errada com 
maior índice foi sobre a característica da propagação da luz. Menos da metade dos 
que realizaram a atividade conseguiram acertar a resposta, pois os alunos não 
souberam explicar qual a principal diferença entre uma onda eletromagnética e 
mecânica sendo este fato discutido com os participantes e sendo apresentados 
exemplos com o intuito de facilitar a compreensão. 
Acerca dos conhecimentos prévios dos estudantes, acreditávamos ter um 
índice de acerto maior, por se tratar de estudantes de 3º ano do ensino médio e, 
teoricamente, já terem trabalhado esse conteúdo, pelo menos curricularmente seria o 
esperado. Independentemente disso, analisar as concepções prévias dos estudantes 
foi de grande importância, pois a partir dela foi possível abrir um leque de discussões 
acerca das dúvidas referentes ao tema em estudo e detectar quais conteúdos 
deveriam ser mais aprofundados quanto ao trabalho na turma específica. 
 
39 
 
5.2 – Análise dos questionários aplicados durante as atividades 
5.2.1 - Aula 02 
O plano desta aula foi apresentar uma situação- problema que servisse como 
um tema gerador na busca de preparar o terreno para a introdução da óptica 
geométrica nas aulas seguintes desta UEPS. 
Nesta aula o tema escolhido foi o Arco íris, foi apresentado um vídeo da Kika 
de título: De onde vem o arco íris? disponível no Youtube no link: 
https://www.youtube.com/watch?v=tW819inM4hg, que foi produzido pela TV Pinguim 
que teve como objetivo explicar numa linguagem bem simples, focada para o público 
leigo e infantil, como acontece a formação do arco-íris. 
Ao final desta aula, foi solicitado aos alunos que, com a realização de uma 
pesquisa, os estudantes respondessem às seguintes questões: 
(1) Em qual posição, em relação a você, o Sol deve se encontrar para que seja 
possível a visualização de um arco-íris? 
(2) Tente explicar cientificamente como se forma um arco-íris? 
(2) Quais são as cores visualizadas no arco íris? Como e por que elas se 
formam? 
(3) É possível formar um arco íris a partir de um feixe de luz monocromático? 
Justifique a sua resposta. 
Na primeira pergunta, todos responderam em oposição ao Sol. Já na segunda, 
dentre as respostas, houve uma extremamente técnica: “As gotas de água funcionam 
como um prisma, onde a luz é refratada em algo assim, refletida em um ângulo de 
cerca de 42º, e depois refratada de volta à atmosfera para atingir o olho do 
observador.” 
Na terceira, todos acertaram. Na quarta questão, todos acertaram e 
destacaram duas: “Sim, pois é um fenômeno óptico em que a luz é separada em suas 
diferentes cores quando refratada através de algum meio transparente” e “Sim. O 
arco-íris é definido como a dispersão da luz monocromática do sol”. 
40 
 
O intuito de despertar o interesse dos alunos com as aulas 1 e 2 foi atingido 
através da exposição histórica e da situação-problema utilizando um desenho 
animado infantil. 
5.2.2 - Aula 03 
Nesta aula, foram apresentadas as ondas eletromagnéticas, o seu espectro 
eletromagnético, apresentando as divisões destes: raio X, raio Y (gama), raios 
cósmicos, ultravioletas, luz visível, infravermelho, ondas de rádio e micro-ondas, suas 
faixas de frequências e comprimento de ondas. 
Foi abordado também a importância e a utilidade das ondas eletromagnéticas 
no cotidiano da sociedade através da TV, celular, medicina, entre outros e quais 
problemas podem ser gerados ou ocasionados por estas câncer, efeito estufa, 
destruição da camada de ozônio etc. 
Ao final foi requerido que os estudantes respondessem um questionário para 
verificar o nível de aprendizagem/conhecimento deles. Neste, as duas questões que 
os estudantes apresentaram maiores dificuldades aos alunos foram com relação a 
frequência e relacionar calor as ondas infravermelhas. Vale salientar que nesta aula 
tivemos a participação de 22 estudantes participantes do estudo. 
Nesta questão 1 foi requerido dos estudantes que observassem o espectro 
eletromagnético para analisar onde estaria posicionado os raios X e 38 estudantes 
responderam corretamente. 
Figura 22: Questão 1 da página 3 
 
41 
 
Nesta questão 2 foi abordado uma onda eletromagnética na faixa do 
infravermelho. Na aula foi abordado através de um vídeo, a visualização de um 
chuveiro elétrico aquecendo a água filmado com uma câmera que detecta a luz na 
faixa do infravermelho. Nele é possível visualizar diversas partes do corpo da pessoa 
que estava tomando banho aparecem com variação da intensidade da cor na escala 
do vermelho. Mais de 93% dos alunos conseguiram fazer a comparação desejada e 
tiveram êxito na resolução da questão. 
 
Figura 23: Questão 2 da página 3 
 
No quesito 3, os estudantes, em sua maioria, erraram a opção correta. Apesar 
de associarem que um corpo pode emitir luz na faixa do infravermelho devido a 
temperatura, não escolheram ou ficaram em dúvida entre as opções I e II. Diferente 
da questão 01 desta aula, não olharam ou lembraram da escala das ondas 
eletromagnéticas. O percentual de acerto foi de 12,3%. 
O enunciado da questão é: 
3. A classificação das ondas eletromagnéticas, baseada na frequência, constitui 
o espectro eletromagnético. Em relação ao espectro eletromagnético, são feitas 
algumas afirmações: 
42 
 
As frequências das micro-ondas são menores do que a das ondas de rádio. 
I. A faixa de frequências correspondente à luz visível é pequena 
comparada à do ultravioleta. 
II. O comprimento de onda do infravermelho é menor do que o do 
ultravioleta. 
III. As ondas infravermelhas são costumeiramente chamadas de ondas 
de calor. 
Conforme pode ser visualizado na imagem a seguir, dentre as opções 
escolhidas pelos estudantes foram: 
Figura 24: Questão 3 da página 3 
 
 
Na questão 04, a resposta está relacionada às ondas eletromagnéticas na faixa 
infravermelho emitida pelos corpos na temperatura ambiente, as demais opções 
relacionam a fórmula da velocidade da onda e uma relaciona conhecimento sobre raio 
x.