Dissertação Graciela M

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UNIJUÍ - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO 
GRANDE DO SUL 
PROGRAMA DE PÓS - GRADUAÇÃO 
MESTRADO EM EDUCAÇÃO NAS CIÊNCIAS 
 
 
 
 
 
 
A ABORDAGEM DA DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA EM LIVROS 
DIDÁTICOS DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO 
 
 
 
GRACIELA PAZ MEGGIOLARO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ijuí, março de 2012 
 
 
 
GRACIELA PAZ MEGGIOLARO 
 
 
 
 
A ABORDAGEM DA DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA EM LIVROS 
DIDÁTICOS DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO 
 
 
 
 
 
 
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-
Graduação Stricto Sensu em Educação nas Ciências da 
Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio 
Grande do Sul - UNIJUÍ, como requisito parcial para a 
obtenção do título de Mestre em Educação nas Ciências - 
área de Física. 
 
 
 
 
 
Orientadora: Dra. Cátia Maria Nehring 
 
 
 
 
Ijuí/RS 
2012 
 
FICHA CATALOGRÁFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATA DA DEFESA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Eu não me envergonho de corrigir meus erros e mudar as opiniões, 
porque não me envergonho de raciocinar e aprender” 
Alexandre Herculano 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Para a concretização desse ideal em minha vida, registro aqui a minha manifestação de 
amor e agradecimento: 
 A Deus, a cada dia de vida; 
 À minha orientadora, Dra. Cátia Maria Nehring, que desde a graduação vem me 
acompanhando nesta jornada. Muito obrigada, pelo exemplo de pessoa, que foi. 
 Ao professor, Msc. Nelson Toniazzo, pelas leituras críticas; 
 Aos professores, Dra. Maria Cristina Pansera de Araújo e Dr. Milton Antonio 
Auth. Pelas recomendações na qualificação, que enriqueceram esse trabalho. 
 Aos Antepassados das famílias Meggiolaro, Machado, Paz e Reule. 
 Aos meus pais, Genésio e Silvana, que permitiram que eu viesse a esse mundo, por 
terem me guiado nestes anos, pelas lutas, conquistas, cumplicidades e respeito. Eu 
amo vocês. 
 Aos meus irmãos, Genesio Jr, Vanessa e Luiza, minhas relíquias. 
 Ao meu companheiro, Fabiano, que sempre me apoiou, pelo incentivo, e a 
paciência. 
 Ao meu amigo, Jonas, pelas horas que dedicou em corrigir e trocar ideias sobre a 
pesquisa. 
 Às colegas e amigas, Andreia, Emanueli e Juliana, pelo incentivo nos momentos 
de angústias e as conversas sobre a pesquisa, conselhos e lições. 
 A todos os que direta ou indiretamente contribuíram nesta pesquisa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
A Física, como ciência da natureza, não é algo acabado e nem imutável, pois nenhuma teoria 
é totalmente consistente, mas sim uma busca de interesses individuais e coletivos, na qual 
podemos provar, validar conceitos e teorias, na perspectiva de descrever a realidade e permitir 
a compreensão de fenômenos da natureza. A teoria da dualidade onda-partícula é uma 
representação dessa perspectiva, pois ao longo dos anos muitas foram as discussões em torno 
da luz, até que se chegasse à concepção atual. Essa pesquisa analisou a proposição da 
dualidade onda-partícula em três coleções de livros didáticos de Física, indicados no Catálogo 
do Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio – Física, PNLEM/2009, por ser um 
instrumento dos professores no planejamento de suas aulas e por expressarem formas de 
socialização dos conceitos. Neste sentido, verificamos como é apresentado o conceito da 
dualidade onda-partícula nesses materiais. O referencial teórico foi constituído através de uma 
revisão da literatura sobre as controvérsias relativas a natureza da luz e, também, o papel do 
livro didático como instrumento de planejamento do professor. A metodologia da pesquisa foi 
baseada nas ideias de Moraes e Galiazzi (2007), referente à Análise Textual Discursiva – 
ATD, uma vez que a partir de fragmentos retirados dos livros didáticos, organizamos grupos 
de palavras-chave, por ordem de aproximação e de significados, que emergiram em 
categorias, que nos ajudaram na organização dos metatextos. Com base na análise buscamos 
identificar o conceito da dualidade onda-partícula através de fragmentos retirados dos livros 
didáticos. Os resultados apontaram que apenas duas coleções abordaram a teoria da dualidade 
onda-partícula, apresentada como um conceito totalmente novo. E no momento que fizemos a 
recorrência sobre os conceitos mais abordados, dessas duas coleções, verificamos que o livro 
didático prioriza as discussões da física clássica, ou seja, o modelo ondulatório da luz. 
 
 
Palavras-chave: Dualidade Onda-Partícula; Livro Didático; Física Moderna e 
Contemporânea. 
 
 
ABSTRACT 
 
The Physics, as a science of nature, it is not something unfinished and unchangeable, because 
no theory is totally consistent, but is the search of individual interests and collective, in which 
we can prove, valid some concepts and theories, at the perspective of describing the reality 
and allow the comprehension of nature phenomena. The duality theory wave-particle is a 
representation of this perspective, by the years along a lot of discussions about the light, until 
we found the present conception. This research analyzed the proposal of the duality wave-
particle in three Physics didactics books, indicated in the Catalog of National Book Program 
to High School- Physics PNLEM/2009, because is an instrument of teachers in planning their 
classes and expressing ways of socializing concepts. In this sense, we verify how presented 
ths duality concept wave-particle in these materials is. The theorical reference were 
constituted through of the review of the literature about controversies related to light nature 
and, also, the paper of the didactic book as an instrument of the teachers planning The 
methodology of research was based in the ideas from Moraes and Galiazzi(2007), refers to the 
Discursive Analyzed Textual DAT, from the fragments of the didactics books, we organized 
a keyword group, in order from approximation and meanings , that comes in categories that 
helped us organizing the metatexts. Based in the analyze we search to identify the duality 
concept wave-particle through the fragments from the didactics books. The results pointed 
that just two collections approached the theory of duality wave-particle, presented as a totally 
new concept. At the moment that we have made this recurrence about the most approached 
concepts, from this two collections, we verify that the didactic book firstly gives the classical 
physics, or, the wave light model. 
 
 
Keywords: Duality, Wave-particle, Didactic book, Modern Phisics and contemporary; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE SIGLAS 
 
Análise Textual Discursiva - ATD 
Física Moderna e Contemporânea - FMC 
Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional - LDB 
Ministério de Educação - MEC 
Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio - PCNEM 
Programa Nacional do Livro Didático - PNLD 
Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio - PNLEM 
Projeto da Universidade de Colorado - PhET 
Rede Internacional Virtual de Educação - RIVED 
Sistema Estadual de Bibliotecas Escolares - SEBE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Diagrama da experiência de dupla fenda de Young ................................................. 36 
Figura 2: Representação de uma onda eletromagnética ........................................................... 37 
Figura 3: Espalhamento de Raios X por um elétron ................................................................. 43 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1: Rol dos Livros Didáticos Utilizados na Pesquisa ..................................................... 47 
Tabela 2: Totais de Fragmentos Localizados ...........................................................................48 
Tabela 3: Fragmentos Coleção LD-1; Dualidade, Onda, Partícula, Onda-Partícula e Dualidade 
Onda-Partícula .......................................................................................................................... 50 
Tabela 4: Fragmentos Coleção LD-2; Dualidade, Onda, Partícula, Onda-Partícula e Dualidade 
Onda-Partícula .......................................................................................................................... 51 
Tabela 5: Fragmentos Coleção LD-3; Dualidade, Onda, Partícula, Onda-Partícula e Dualidade 
Onda-Partícula .......................................................................................................................... 52 
Tabela 6: Coleção LD-1 ........................................................................................................... 58 
Tabela 7: Coleção LD-2 ........................................................................................................... 58 
Tabela 8: Coleção LD-3 ........................................................................................................... 58 
Tabela 9: Conceitos Relacionados à Dualidade Onda-Partícula .............................................. 61 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 24 
CAPÍTULO 1 – FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA ........................................ 19 
1.1 Dimensão Epistemológica: Mudanças conceituais de percepção do mundo ........... 19 
1.2 Física Moderna e Contemporânea na Escola ............................................................. 23 
1.3 O Papel dos Livros Didáticos no Ensino de Física ..................................................... 26 
CAPÍTULO 2 – O TEMA EM ESTUDO: AS CONTROVÉRSIAS SOBRE A 
NATUREZA DUAL DA LUZ ............................................................................................. 32 
CAPÍTULO 3 – PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS E ANÁLISE DOS LIVROS 
DIDÁTICOS ........................................................................................................................... 46 
3.1 Escolha e a Aquisição do Corpus da Pesquisa ............................................................ 46 
3.2 Unitarização, Categorização e Organização do Metatexto ....................................... 47 
3.3 Dualidade Onda-Partícula: Fenômenos Distintos para Explicar o Comportamento 
da Luz ................................................................................................................................... 54 
3.3.1 Identificação e Apresentação da Dualidade Onda-Partícula nas Coleções............ 54 
3.3.2 Dualidade Onda-Partícula e Conceitos Relacionados ............................................ 57 
3.3.3 O Modelo Ondulatório e Corpuscular da Luz x Dualidade Onda-Partícula .......... 59 
3.3.3.1 Luz ............................................................................................................................................... 61 
3.3.3.2 Radiação ...................................................................................................................................... 64 
3.3.3.3 Onda e Partícula (Fóton) ........................................................................................................... 73 
CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................. 86 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 89 
APÊNDICES ........................................................................................................................... 94 
 
INTRODUÇÃO 
 
Estamos inseridos em um contexto de rápida evolução tecnológica com grandes 
progressos da ciência, o que ocorreu devido ao aperfeiçoamento dos equipamentos de análises 
e à evolução do conhecimento científico, desenvolvidos ao longo dos anos, permitindo, assim, 
a evolução nos estudos e abrindo portas para todas as áreas do conhecimento. Mezalira 
afirma que “[...] a evolução do desenvolvimento científico e tecnológico influenciou a vida 
social, política, econômica e, fundamentalmente, as relações com o ambiente [...]” (2008, 
p.21), gerando benefícios ou prejuízos às pessoas. 
 
Os artefatos tecnológicos que surgiram mudaram comportamentos, ditaram regras e 
geraram expectativas e dúvidas. Um pequeno exemplo de sua influência no mundo 
social é o compartilhamento de arquivos pela Internet. A troca livre de arquivos de 
músicas digitalizadas, os temíveis mp3, causa prejuízos bilionários na indústria 
fonográfica mundial, obrigando-a a repensar toda sua estratégia de funcionamento. 
As pessoas que trocam gratuitamente seus arquivos pela rede sentem-se como 
“guerrilheiros”, rebeldes revolucionários lutando contra o domínio das imponentes 
gravadoras (BROCKINTON, 2005, p. 9). 
 
Ao mesmo tempo em que as tecnologias servem para benefício das pessoas, ocorrem 
esses pequenos problemas referente à exposição de informações e dados que facilmente 
podem ser clonados e compartilhados. Tendo consciência desses riscos, os indivíduos não 
imaginam, porém ficar sem a Internet, uma vez que a mesma é indispensável nas ações da 
sociedade atual, devido à praticidade e velocidade de trocas de informações. Inseridos em um 
século em que a agilidade das informações é imprescindível o sistema de troca de cartas via 
Correios foi abandonado pelas empresas devido à demora da entrega e do retorno, 
constituindo um caso de superação tecnológica. 
Outro artefato tecnológico, que promoveu mudança significativa na medicina, foi o 
equipamento de raios X. Com a sua descoberta, foi possível visualizar uma imagem 
radiográfica do corpo de um paciente, em poucos segundos, tornando um artefato de grande 
importância nos hospitais. Com o passar dos anos, e com o aprofundamento e 
desenvolvimento das pesquisas, foram construídos o Mamógrafo e, Medicina Nuclear. 
13 
 
Citamos apenas alguns exemplos de artefatos tecnológicos que podem ser explorados 
no Ensino de Física com a explicação/conhecimento sobre o funcionamento e evolução, o 
que, segundo Brockington, 
 
[...] não é possível ao cidadão comum (aquele não especializado nas áreas científicas 
e tecnológicas) entender o que realmente ocorre no interior de produtos dessas novas 
tecnologias: embora vivendo no século XXI, muitos se portam diante dessa nova 
realidade cotidiana, como os nativos diante dos utensílios dos europeus 
conquistadores. Faltam-lhes conhecimentos, capazes de permitir leituras do mundo 
tecno-virtual no qual vivem (2005, p.9-10). 
 
Podemos questionar, enquanto professores, o quanto seria significativo abordar em 
sala de aula os conceitos da Física que permitem entender o funcionamento dos artefatos 
tecnológicos, o qual faz parte do contexto do aluno, contribuindo para o aprendizado e a 
compreensão da área científica e tecnológica. 
 
Essas questões impõem um repensar sobre o nosso cotidiano e as relações com essas 
tecnologias, uma vez que nem sempre é possível de fato escolher o que é benéfico 
sem consequências negativas. As ações propostas pelos artefatos tecnológicos são 
muitas vezes automatizadas, sem reflexões (MEZALIRA, 2008, p.25). 
 
O professor, instigando a investigação do aluno em relação à tecnologia, estará 
aproximando esses artefatos tecnológicos do ambiente de sala de aula, permitindo que ocorra 
uma discussão sobre os conceitos e suas significações referentes ao conhecimento científico, 
pois “Tem-se muito ainda a ideia de que a ciência é única, a detentora de toda a verdade” 
(Idem, p. 24). Assim, é necessário permitir ao aluno a reflexão de que a ciência não é acabada 
e sim que está sujeita constantemente a reformulações. 
Com a preocupação de reorganizar o Ensino de Física no sentido de abrir caminhospara novos conhecimentos, voltados aos conceitos que envolvem a era tecnológica e a ciência, 
o PCN+(BRASIL, 2002) aponta sobre a atualização científico-tecnológica no ensino. 
 
Alguns aspectos da chamada Física Moderna serão indispensáveis para permitir aos 
jovens adquirir uma compreensão mais abrangente sobre como se constitui a 
matéria, de forma que tenham contato com diferentes e novos materiais, cristais 
líquidos e lasers presentes nos utensílios tecnológicos, ou com o desenvolvimento 
da eletrônica, dos circuitos integrados e dos microprocessadores (BRASIL, 2002, 
p.69). 
 
14 
 
O próprio PCN, organizado pelo governo, reforça a importância de desenvolver com 
os alunos os conceitos da Física Moderna, os quais irão possibilitar uma compreensão mais 
abrangente, do mundo tecnológico por eles vivenciado em seu cotidiano, sendo necessário à 
escola o papel de trabalhar com este conhecimento. 
É em sala de aula que o professor tem a oportunidade de discutir os princípios das leis 
físicas, problematizando as concepções, possibilitando, com isso, que eles tenham 
articulações entre a teoria e a prática, através da compreensão das situações do mundo. A Lei 
de Diretrizes e Base (LDB): nᵒ 9.394/96 na Seção IV - Do Ensino Médio, descreve que o 
estudante deve demonstrar, no final do Ensino Médio, o domínio dos princípios científicos e 
tecnológicos que possuem influência no cotidiano. As Orientações Curriculares, nessa 
direção, também enfocam essa necessidade com algumas advertências quanto à prática de 
escolas e professores. 
 
 
Devem-se assumir também as práticas como referências e formas de articular teoria 
e prática, pois, além das pesquisas científicas, fundamentais ou aplicadas, também as 
práticas domésticas, industriais, ideológicas, políticas e tecnológicas, bem como 
suas funções sociais, devem servir às escolhas didáticas. Busca-se proporcionar aos 
alunos a aquisição de elementos de compreensão e/ou manuseio de aparatos 
tecnológicos, de máquinas e dos processos de produção industrial e outras atividades 
profissionais. Essa pode ser uma forma de se entender a preparação para o trabalho 
da qual trata a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional/1996 e as Diretrizes 
Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL, 2006, p.46). 
 
Nesse sentido, o Ensino de Física na Educação Básica tem como um dos seus 
objetivos fazer com que o sujeito compreenda os fenômenos e o mundo tecnológico por ele 
vivenciado. E, na educação básica é possível fazer essa discussão sobre os aparatos 
tecnológicos através da tematização dos conhecimentos que estão envolvidos no processo de 
criação científica do século XX. 
Sobre a discussão da evolução das concepções dos conceitos no processo de criação 
científica, durante a graduação o que mais me instigava era a dualidade onda-partícula, pois 
me reportava para as lembranças do Ensino Médio e não recordava em qual momento havia 
estudado sobre a Física Moderna e Contemporânea. Não pretendo, com a pesquisa, deixar 
receitas para os demais professores, nem avaliar se os conceitos estão certos ou errados, 
15 
 
apenas pretendo compreender essa amplitude da Física Moderna e Contemporânea na 
educação e, mais especificamente, sobre a teoria da Dualidade Onda-Partícula. 
Nesse processo de investigação inicial sobre as pesquisas realizadas referentes à 
Dualidade Onda-Partícula, encontrei fundamentação teórica nas discussões de pesquisadores e 
filósofos como Montenegro e Pessoa Jr (2002); Kuhn (1997); Rocha (2002); Heisenberg 
(1987) e Brockington (2005). 
Com a preocupação da inserção da Física Moderna no ensino médio em uma escola da 
rede pública de São Paulo, Brockington (2005) organizou uma sequência didática na qual 
apresentou aos estudantes a dualidade onda-partícula. Iniciou discutindo os conceitos 
clássicos de ondas, partículas e eletromagnetismo, conceitos estes relacionados à Física 
Clássica, criando, assim, condições para introduzir o conceito de dualidade onda-partícula, 
apresentando a Física Quântica, fazendo com que o aluno percebesse diferenças 
epistemológicas e filosóficas entre os modelos. 
De modo semelhante, Alvarenga (2008) desenvolveu uma atividade extracurricular a 
partir da discussão do dualismo onda-partícula e outros conceitos da Física Moderna, na qual 
ele discutiu esses conceitos em sala de aula e, posteriormente, no laboratório de Informática, 
no projeto denominado de “Introdução à Física Moderna no Ensino Médio através da 
discussão do dualismo Onda-partícula”, debatendo a questão sobre se a luz é onda ou 
partícula. O objetivo era mostrar a relevância da Física na tecnologia atual. Sua proposta de 
pesquisa foi marcada pela introdução da teoria ondulatória e, em seguida, a teoria corpuscular 
a um grupo de alunos, levando-os a perceber que trabalhando de forma qualitativa com a 
descrição visual dos fenômenos da natureza da luz e definindo-a como onda, tal experiência 
servirá de ancora para trabalhar com os conceitos complexos no que tange à Mecânica 
Quântica, ou seja, o conceito da dualidade onda-partícula. O autor organizou um material 
didático expositivo para os alunos e professores, constituído por textos e simulações 
computacionais referente a experiências que caracterizam os fenômenos de caráter 
ondulatório e corpuscular da luz, como efeito fotoelétrico e a simulação da fenda dupla. 
 Silva (2010), em sua pesquisa, explorou as controvérsias da luz do século XVII e 
XVIII, através de textos históricos com unidades didáticas, por trabalhar com uma forma 
diferente a Óptica voltada ao estudo em desenho de raios e ângulos, bem como o processo de 
visão, reflexão, refração, difração e interferência com alunos do Ensino Médio, além da 
introdução de elementos da História e da Filosofia da Ciência. Também organizou um júri 
16 
 
simulado através de debate coletivo sobre o que é a luz com os alunos, no intuito de tornar o 
conteúdo mais significativo, propiciando uma melhor aprendizagem sobre os fenômenos. O 
autor, porém, concluiu que o trabalho com os textos históricos em sala de aula revelou-se um 
obstáculo, pois os alunos não estavam acostumados a trabalhar com leituras. No que se refere 
à atividade do júri simulado, ele destaca que foi um momento de socialização e discussão dos 
diferentes pontos de vista dos alunos. 
 Forato (2009) trabalhou, em sua tese, com a exploração da história e filosofia da 
ciência sobre teorias da Óptica, elaborando um curso-piloto através de materiais didáticos e 
atividades didáticas, desenvolvendo com um grupo de alunos do ensino médio, da cidade de 
São Paulo, através de episódios da história da luz para tratar aspectos epistemológicos na 
visão empírico-indutivista da ciência, com o objetivo de analisar a utilização da história da 
ciência na educação científica, e a transposição didática desses conteúdos. Um dos resultados 
refere-se ao intuito de contribuir na produção do conhecimento acadêmico e o uso da história 
e filosofia da ciência no ambiente escolar, com esses materiais didáticos na forma de 
sequências de atividades didáticas e textos de apoio para o professor, pois os resultados 
indicaram possibilidades de generalizações que podiam ser entendidas como parâmetros 
iniciais para a pesquisa com a história e filosofia da ciência na educação científica. 
Silva (2009) propôs estratégias de ensino através de atividades interativas no intuito de 
discutir e apresentar os conceitos de ondas e o comportamento ondulatório da luz, iniciando 
com a óptica ondulatória, com os fenômenos de reflexão, interferência e difração, tratando 
assim a óptica geométrica como um caso particular da óptica ondulatória. Concluiu que é 
possível iniciar o curso de óptica a partir da teoria ondulatória, pois os alunos verificaram a 
correspondência do comportamento de uma onda com o da luz. 
Melo (2010), em sua tese, analisou a história da ciência referente ao modeloondulatório, em que a visão mecânica de Huygens, através da versão de Traité de la Lumière 
(1690), sobre a formação conceitual da ideia de onda na física, quando explorou os potenciais 
didáticos do contexto da natureza da luz e a conceitualização científica ao interpretar a 
intencionalidade didática. Utilizou, para isso, textos e livros didáticos de física, observando a 
inserção, a exposição e o contexto histórico na presença de atividades, mas também com a 
análise de alguns livros didáticos do ensino superior em relação ao Princípio de Huygens. A 
autora concluiu que a física escolar ressignifica as ideias de Huygens referentes à 
interpretação do modelo ondulatório, com distorções históricas no caso de Huygens, e a sua 
17 
 
possível intencionalidade didática. De igual modo, também observou a ausência de propostas 
de atividades que envolvessem os episódios históricos, nos quais julgou insuficientes os 
propósitos didáticos tradicionais para o contexto da ondulatória na alfabetização científica, 
defendendo que, na contextualização histórica, o estudante pode se deparar com as 
dificuldades dos cientistas, com conceitos incipientes, com ideias vagas que, mesmo 
equivocadas, revistas e/ou ressignificadas, desempenharam papel fundamental na 
conceituação atual. Por fim, concluiu que a história da ciência não é vista como mais um 
conteúdo de ensino, ponto de vista que, muitas vezes, dá origem às imagens deformadas da 
ciência e outras distorções como algumas presentes nos textos didáticos. 
As pesquisas, envolvendo a discussão da dualidade onda-partícula, expressam a 
importância de se estar discutindo o ensino de física no ensino médio, seja ela, voltada 
somente para o modelo ondulatório, ou a dualidade onda-partícula. Algumas com a 
elaboração de materiais didáticos e aplicação em sala de aula, com o objetivo de promover 
situações de ensino voltadas à natureza da luz, e outros com análises de materiais didáticos, 
referentes à contextualização histórica. 
Essas pesquisas ajudaram a organizar e delimitar nossa temática, pois compreendemos 
que o estudo sobre a natureza da luz é de extrema importância no ensino médio, considerando 
as discussões filosóficas e epistemológicas. 
Delimitamos, então, a pesquisa com a seguinte problemática: O livro didático de 
Física no Ensino Médio, sendo um dos principais instrumentos didáticos dos professores no 
planejamento de suas aulas, aborda a teoria da dualidade onda-partícula? E, se aparece, quais 
são os conceitos mais utilizados nas coleções? Esses conceitos estão relacionados com a 
teoria da dualidade onda-partícula? 
 Assim, o objetivo geral desta investigação consiste em verificar de que forma a 
dualidade onda-partícula é abordada em coleções de livros didáticos de Física, indicados no 
Catálogo do Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio – Física, PNLEM/2009, 
explicitando a sua apresentação, com possibilidade de contribuir no processo de repensar a 
Física Moderna e Contemporânea trabalhada no Ensino Médio. 
 A partir do objetivo geral, os objetivos específicos são: 
18 
 
 Buscar, através de uma análise conceitual, as controvérsias sobre a natureza da luz 
com ênfase na dualidade onda-partícula, para compreender como está sendo 
apresentado nos livros didáticos de Física; e 
 Através dos critérios de análises estabelecidos na metodologia, verificar nos livros 
didáticos a apresentação da teoria da dualidade onda-partícula, voltada à discussão da 
Física Moderna e Contemporânea. 
Com a conclusão desses objetivos, esperamos contribuir com o conhecimento sobre a 
dualidade onda-partícula para o entendimento epistemológico e filosófico dos conceitos 
relacionados à natureza da luz. 
A dissertação está dividida da seguinte forma: 
- Primeiro capítulo, propomos uma discussão sobre a Física Moderna e 
Contemporânea, especificidades, novas concepções e entendimentos sobre o mundo com um 
olhar filosófico e, em seguida, estendemos à sua inserção na educação, frente à posição de 
documentos oficiais e à importância do livro didático no contexto do professor e do aluno. 
- Segundo capítulo, efetuamos uma revisão bibliográfica sobre as concepções da 
natureza da luz guiadas pelo contexto histórico e epistemológico, enfatizando a discussão nas 
teorias elaboradas pelos filósofos sobre o modelo ondulatório e corpuscular da luz. 
- Terceiro capítulo, discorremos sobre a metodologia usada na pesquisa, baseada na 
Análise Textual Discursiva de Moraes e Galiazzi (2007), a qual nos permitiu organizar grupos 
por ordem de aproximação e de significados através de palavras-chave: dualidade; onda 
(onda; onda eletromagnética); partícula (partícula; fóton); onda-partícula e dualidade onda-
partícula, com as categorias apresentamos as análises através dos metatextos. 
A teoria da dualidade onda-partícula é parte fundamental da Física Moderna e 
Contemporânea, uma vez que, em torno dela, está todo um descobrimento tecnológico, 
histórico e epistemológico. 
 
 
19 
 
CAPÍTULO 1 – FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA 
 
Neste capítulo, efetuamos a discussão sobre a evolução do pensamento científico e as 
mudanças nas concepções da Física, em relação à Física Clássica, à Moderna e à 
Contemporânea – FMC. Neste sentido, levantamos a discussão sobre a FMC no contexto 
escolar, já que este estudo propicia ao sujeito o contato com as potencialidades em relação ao 
desenvolvimento da humanidade, estabelecendo vínculos com o cotidiano tecnológico atual. 
Também apresentamos a discussão do papel do livro didático no Ensino de Física, já 
que o livro didático é um instrumento que pode ser utilizado pelo professor como um suporte 
para o planejamento de sua aula e pelos alunos como um aprofundamento de conhecimento 
voltado à aprendizagem. 
 
1.1 Dimensão Epistemológica: Mudanças conceituais de percepção do mundo 
 
A preocupação em entender, descrever e discutir as manifestações da natureza com os 
seus detalhes, de modo que expresse o observado, já possui uma longa caminhada na história 
da ciência e da filosofia, uma vez que os homens contribuíram para a evolução do 
conhecimento científico. 
 Grandes são as contribuições de estudiosos e desbravadores de conhecimentos através 
de determinação de modelos, teorias e leis. As observações da natureza e a vontade de chegar 
tão perto da explicação do observado enriqueceram a ciência, abrindo portas para importantes 
invenções, baseadas constantemente nos conhecimentos internalizados e complementados ao 
longo dos anos de análises e estudos. 
A Física, como a ciência da natureza, não está acabada nem imutável, pois nenhuma 
teoria é totalmente consistente, mas sim uma busca de interesses individuais e coletivos. Com 
isso, podemos provar, validar conceitos e teorias, descrevendo a realidade e permitindo uma 
compreensão de fenômenos da natureza. 
 O estudo da Física passou a ter destaque há três séculos, período em que as leis da 
mecânica clássica estavam sendo corroboradas pelos estudiosos. Essas leis descreviam os 
20 
 
fenômenos relacionados com os movimentos de grandes massas e posições, sendo válidas 
para o mundo macroscópico. 
Porém, essa moldura extremamente rígida, com os conceitos fundamentais da Física 
Clássica, chegou ao fim (HEISENBERG, 1987), a partir do século XIX, desencadeando uma 
instabilidade na comunidade científica, com novos questionamentos sobre as leis e teorias. As 
mesmas foram confrontadas, acarretando uma grande revolução nas concepções da ciência. 
Esses questionamentos levaram em consideração o fato de que as leis que já estavam bem 
enraizadas não conseguiam descrever as partículas de alta velocidade. A discussão estava 
voltada, à origem do universo e sistemas físicos microscópicos. 
 
Essa ruptura ocorreu em dois estágios distintos. O primeiro foi a descoberta feita na 
teoria da relatividade que mesmo conceitos fundamentais, como espaço e tempo 
poderiam sermodificados [...]. O segundo estágio consistiu na discussão a respeito 
do conceito da matéria, que foi imposta por resultados experimentais acerca da 
estrutura atômica (HEISENBERG, 1987, p.149). 
 
 Como, por exemplo, a dinâmica de Newton, da Física Clássica, e a Teoria Geral da 
Relatividade de Einstein, da Física Moderna, denominada por Kuhn como sendo uma 
mudança de paradigma
1
. “Guiados por um novo paradigma, os cientistas adotam novos 
instrumentos e orientam seu olhar em novas direções” (KUHN, 1997, p.145). Essa mudança 
de paradigma significa uma transição do velho paradigma para um novo que possui uma 
(re)construção de métodos, instrumentos e aplicações. No entanto, 
 
[...] está longe de ser um processo cumulativo obtido através de uma articulação do 
velho paradigma. É antes uma reconstrução da área de estudos a partir de novos 
princípios, reconstrução que altera algumas das generalizações teóricas mais 
elementares do paradigma, bem como muitos de seus métodos e aplicações (KUHN, 
1997, p.116). 
 
Parecerá que existe coincidência entre o antigo e o novo paradigma, mas “haverá 
igualmente uma diferença decisiva no tocante aos modos de solucionar os problemas” 
(KUHN, 1997, p.116). “Decidir rejeitar um paradigma é sempre decidir simultaneamente 
aceitar outro” (KUHN, 1977 apud OSTERMAN, 1996, p.8). 
 
1
 São “realizações científicas universalmente reconhecidas que, durante algum tempo, fornecem problemas e 
soluções modelares para uma comunidade de praticantes de uma ciência” (KUHN, 1997, p. 13). 
21 
 
Kuhn considera essa transição como sendo uma revolução científica na qual são “[...] 
episódios de desenvolvimento não-acumulativo, nos quais um paradigma mais antigo é total 
ou parcialmente substituído por um novo, incompatível com o anterior” (1997, p.125). Esses 
novos paradigmas que compõem a Física Moderna e Contemporânea – FMC, também 
conhecida como Física Quântica, possibilitaram uma nova visão do mundo, criando infinitas 
possibilidades de evolução. Sua linguagem é mais complexa, pois, para a teoria quântica, 
 
[...] não se tem, de começo nenhum critério simples para se correlacionar os 
símbolos matemáticos aos conceitos da linguagem quotidiana; e a única coisa que 
sabemos, como ponto de partida, é que os conceitos comuns não são aplicáveis ao 
estudo das estruturas atômicas (HEISENBERG, 1987, p.134). 
 
 Segundo a interpretação de Copenhague da teoria quântica, “qualquer experiência em 
física, refira-se ela a fenômenos da vida comum ou a eventos atômicos, tem que ser descrita 
na terminologia da física clássica” (HEISENBERG, 1987, p.39), devido à linguagem na qual 
são descritos e enunciados os resultados. Esse paradoxo pode ser compreendido da seguinte 
forma: 
 
Na mecânica newtoniana, por exemplo, podemos começar pela medida da posição e 
velocidade do planeta cujo movimento queremos estudar. O resultado da observação 
feita é traduzido matematicamente com auxílio dos valores numéricos que a 
experimentação revelar. (HEISENBERG, 1987, p.39). 
 
Esses valores numéricos são possíveis de prever, como o tempo, futuras coordenadas e 
o momento linear do instante exato em que ocorrerá um eclipse na lua. Já, na FMC, ocorre 
diferente ao determinar a posição e velocidade inicial de um elétron, pois “essa determinação, 
todavia, não seria precisa; ela traria consigo, pelo menos, as imprecisões que derivam da 
correspondente relação de incerteza e, provavelmente, ainda erros maiores devido às 
dificuldades da técnica experimental utilizada” (HEISENBERG, 1987, p.39). Porém, para 
determinar a função de probabilidade do instante inicial de um elétron, as leis quânticas nos 
dariam subsídios pouco precisos. 
Uma diferença entre a Física Clássica e Moderna está relacionada ao tratamento das 
grandezas físicas. Na Física Clássica, trabalhamos com grandezas grandes, com massas que 
podemos visualizar. Já, na Física Moderna, é trabalhado com o mundo microscópico. Como 
exemplo, na Física Clássica o estado de uma partícula de massa m, possui números que 
22 
 
descrevem a posição e a velocidade; já, na Física Moderna, a determinação do estado de um 
objeto é complexa e diversa, dependo da interpretação da teoria (CHIBENI, 2001). 
A luz também foi uma questão conceitual e desafiadora devido à discussão da sua 
natureza. A teoria em que ela possui um comportamento ondulatório foi comprovada por 
experiências realizadas por Young, e outros. Tendo, uma maior aceitabilidade, com os 
trabalhos de Maxwell devido aos estudos sobre as radiações, em que elas também são ondas 
eletromagnéticas. 
E, com os novos questionamentos sobre os acontecimentos que estavam ocorrendo no 
início do século XX referente à Radiação Térmica, descoberta feita por Planck, iniciou-se 
uma caminhada com um grande progresso científico. A natureza da luz foi novamente 
rediscutida por Einstein em seu experimento sobre o efeito fotoelétrico com a discussão em 
que a luz possuía comportamento similar ao de partículas, apresentando, assim uma natureza 
dual (ROCHA, 2002). Einstein não desprezou a natureza ondulatória da luz, porque ele sabia 
que os fenômenos de difração e interferência só podiam ser explicados pelo modelo 
ondulatório (HEISENBERG, 1987). Porém, nem a teoria ondulatória e nem a corpuscular 
explicam sozinhas os aspectos e comportamentos da radiação luminosa observados na 
natureza, porque, em determinadas circunstâncias, elas se comportam como onda e em outras 
como partícula. Esta radiação apresenta propriedades ondulatórias como difração, 
interferência e polarização e, em outras situações, comporta-se com feixe de partículas 
(WEBBER, RICCI, 2007). 
A dualidade onda-partícula, como ficou conhecida, não era apenas uma característica 
da luz. Segundo Jammer (1966, apud BROCKINGTON, 2005, p.44), “[...] em 1924, Louis de 
Broglie introduz a idéia da ‘dualidade onda-partícula’, propondo a existência de uma onda 
fictícia que acompanharia o movimento de qualquer corpo, tornando indissociável a 
propagação da onda do movimento do corpo”. 
 Logo, um elétron ou um fóton, em certas situações experimentais, pode ser encarado 
ou como partícula, ou como onda, sendo praticamente impossível preparar uma situação 
experimental que exiba simultaneamente esses dois aspectos, segundo Zeilinger 
 
Estava, assim, instaurada a indisposição entre os físicos, visto que era necessária a 
utilização de duas concepções antagônicas e inconciliáveis para luz, a ondulatória e 
a corpuscular, para a explicação da totalidade dos fenômenos. Esse mal-estar gerado 
pela dualidade onda-partícula acompanharia a “Velha Física Quântica” (1900-1924) 
até à considerada “Verdadeira Mecânica Quântica” (1925-1927). A natureza dual da 
23 
 
luz é a raiz de quase todos os problemas filosóficos e epistemológicos relacionados à 
teoria mais poderosa e bem-sucedida inventada pelo homem para a descrição da 
natureza (1999 apud BROCKINGTON, 2005, p.41). 
 
A teoria corpuscular não anulou a teoria ondulatória. Os dois modelos são válidos, 
pois a luz ao interagir com a matéria, ora se comporta como onda, ora como partícula. O que 
definirá qual será apropriado ao fenômeno em questão, pois, para os fenômenos de reflexão, 
refração, interferência, difração e polarização, a teoria ondulatória dará conta de explicar, e a 
explicação dos fenômenos de emissão e absorção caberá à teoria corpuscular. 
Essa nova visão de mundo também nos remete a compreender como funciona o 
mundo da estrutura básica da matéria. Analisamos as técnicas de visualização que antes 
utilizavam lentes e microscópios óticos, o que já era uma grande descoberta, e, agora, 
possuímos a tecnologia de métodos de visualização, baseados em feixes de íons ou de elétrons 
e microscópios de sonda. 
 
Graças à invenção do microscópio de tunelamento (STM), passou a ser possível não 
só ver, mas, medir e manipularátomos ou moléculas. A invenção do STM 
desencadeou o desenvolvimento de uma grande variedade de microscópicos de 
varredura por sonda (SPM) tais como o microscópio de força atômica (AFM), o 
microscópio de força magnética (MFM), o microscópio de força eletrostática 
(EFM), o microscópio ótico de campo próximo (SNOM), e todos os derivados. O 
principal componente de um SPM é o sensor, com o qual consegue-se sondar as 
amostras e obter as imagens com magnificações muito altas, de forma tal que podem 
ser medidas distâncias com resolução de até 0,1 ângstrom (1Å=10-10 m) 
(DUARTE, 2010, p.2). 
 
Outra medida em pequena escala que também é muito mencionada é a nanotecnologia 
(10
-9
m em “nano”), com grandes aplicações em medicamentos, cosméticos e dispositivos 
sensoriais. Essas descobertas dos conceitos que envolvem a FMC trouxeram importantes 
contribuições para os dias de hoje, pois o princípio do nosso desenvolvimento científico e 
tecnológico está diretamente envolvido com o mundo microscópico. 
 
1.2 Física Moderna e Contemporânea na Escola 
 
A escola, enquanto instituição educativa, tem por finalidade trabalhar os 
conhecimentos socialmente institucionalizados, levando o aluno a obter compreensão sobre a 
24 
 
tecnologia que temos a partir do século XX, desde que o professor explore e trabalhe em sala 
de aula os fenômenos relacionados à tecnologia, juntamente com a discussão dos conceitos de 
FMC. 
Surge, nas escolas, a necessidade de desenvolverem com os alunos os conceitos e 
processos da ciência, através da chamada “alfabetização científica” com a necessidade de se 
discutir nas aulas de ciência, a ciência do conhecimento e a natureza da ciência, sendo 
necessário para a formação do cidadão e para a sua compreensão do mundo 
(BROCKINGTON, 2005). 
 
Não temos dúvida de que o ensino da Física por meio de uma abordagem que 
considera o papel da tecnologia é fundamental. Tem-se, ao tratar o conteúdo teórico 
a partir de situações retiradas do dia-a-dia do aluno, uma maior possibilidade do 
estabelecimento de vínculos com o seu cotidiano (Idem, p. 19). 
 
O professor, utilizando das suas estratégias de ensino, considerando o papel da 
tecnologia, propiciará ao sujeito o contato com as potencialidades em relação ao 
desenvolvimento da humanidade, estabelecendo vínculos com o cotidiano, pois os 
conhecimentos da FMC, sendo compreendidos, possibilitarão aos alunos a interpretação de 
fenômenos complexos. 
O uso do computador em sala de aula através de softwares educativos ou materiais 
institucionais é uma ótima metodologia no sentido de ajudar o aluno na aprendizagem, 
favorecendo a compreensão de fenômenos que somente são possíveis serem visualizados 
através de instrumentos apropriados e raramente disponibilizados nas escolas. Esse material 
conhecido como Objetos de aprendizagem, pode ser confeccionado pelo professor, ou 
adquiridos em sites disponíveis como RIVED (Rede Internacional Virtual de Educação), e 
PhET
2
 (Projeto da Universidade de Colorado) permite explorar fenômenos de interferência, 
efeito fotoelétrico entre outros. 
Nos documentos oficiais, como a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional – 
LDB (BRASIL, 1996) e os Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio – PCNEM 
(BRASIL, 2002), discute-se a importância da inserção dos conceitos de FMC na Educação 
Básica. O Artigo 36 da LDB (Lei 9394/96) tem como diretriz que o currículo do ensino médio 
 
2
 Fonte: http://phet.colorado.edu/pt_BR/ 
http://phet.colorado.edu/pt_BR/
25 
 
“[...] destacará a educação tecnológica básica, a compreensão do significado da ciência [...]”, 
o que nos permite complementar dizendo que, “[...] assim o aprendizado de Física deve 
estimular os jovens a acompanhar as notícias científicas, orientando-os para a identificação 
sobre o assunto que está sendo tratado e promovendo meios para a interpretação de seus 
significados” (BRASIL, 2000, p. 27). 
Conforme a LDB e os PCNEM, trabalhar em sala de aula com os assuntos da 
atualidade instiga o aluno ao conhecimento científico, estimulando a compreensão sobre a 
ciência, interligando-a com a realidade e a aula será mais atrativa. 
 
Há muitas justificativas na literatura que nos permitem lançar uma hipótese: há uma 
tendência nacional e internacional de atualização dos currículos de Física no Ensino 
Médio. No entanto, ainda é reduzido o número de trabalhos publicados que encaram 
a questão sob a ótica do ensino e, mais ainda, os que buscam colocar, em sala de 
aula, propostas de atualização (OSTERMANN e MOREIRA, 2001, p.135). 
 
Garcia e Silva (2009) realizaram uma pesquisa sobre a proposta de ensino referente à 
inserção da FMC no ensino médio, analisando produções a partir de 2002. Organizando em 
áreas como: a Teoria da Relatividade, Mecânica Quântica, Física de Partículas e 
Supercondutividade, verificando, que a metodologia estava voltada a utilização da História e 
Filosofia da Ciência. Também verificaram que existe um número significativo de trabalhos 
voltados à Teoria da Relatividade, e apenas um trabalho na área de partículas e 
supercondutividade, constatando que existe uma grande carência de trabalhos na área de FMC 
no currículo escolar. 
Porém, desde o ano de 2002, a Sociedade Brasileira de Física tem motivado os 
interessados a publicarem artigos sobre a FMC. Em 2003, organizaram uma série de livros 
direcionados aos professores de física referente à abordagem da FMC, com o objetivo de 
desenvolver o ensino de física e a física nos anos de 2005 a 2015. Mas a intenção de 
introduzir a FMC está longe de ser concretizada e, ainda, permanece no imaginário dos 
professores (SALES, VASCONCELOS, CASTRO FILHO, PEQUENO, 2009). 
Mesmo que na FMC muitos dos seus temas não tenham aplicação direta, pode-se 
trabalhar focando os processos da ciência com seus problemas e questionamentos, discutindo 
questões fundamentais das teorias e suas relações com a realidade, levando os alunos a ter a 
satisfação intelectual em compreender esses assuntos (BROCKINTON, 2005). 
26 
 
 
Pode-se pensar também na importância de se compreender o desenvolvimento 
histórico da tecnologia nos mais diversos campos e suas conseqüências para o 
cotidiano e as relações sociais de cada época, identificando como seus avanços 
foram modificando as condições de vida e criando novas necessidades, como no 
caso da evolução dos meios de comunicação, a partir da compreensão das 
características das ondas eletromagnéticas, do telégrafo ao celular via satélite 
(BRASIL, 2006, p.64). 
 
Com a compreensão do desenvolvimento histórico e tecnológico em relação aos 
avanços e evoluções em sala de aula, o estudo pode ser aprofundado destacando o modelo 
científico na sua construção, com enfoque filosófico, mostrando que não é um método único e 
fechado. Um exemplo é o estudo da óptica do século XVII e o avanço dos instrumentos da 
óptica do século XXI. A discussão da natureza da luz referente à dualidade onda-partícula no 
contexto escolar, não deve ser trabalhada isoladamente, é necessário que os conhecimentos 
estejam articulados para que o ensino seja de qualidade, e os livros didáticos de Física são um 
bom recurso para mediar esses conceitos. 
 
1.3 O Papel dos Livros Didáticos no Ensino de Física 
 
O livro didático é um instrumento que pode ser utilizado pelo professor como um 
suporte para planejamento de sua aula e para os alunos como um suporte de conhecimento 
voltado à aprendizagem. 
 
[...] O livro didático é instrumento específico e importantíssimo de ensino e de 
aprendizagem formal. Muito embora não seja o único material de que professores e 
alunos vão valer-se no processo de ensino e aprendizagem, ele pode ser decisivo 
para a qualidade do aprendizado resultante das atividades escolares (LAJOLO, 1996, 
p.4). 
 
Para que realmente o livro seja um bom material didático referente ao processoensino-aprendizagem, “[...] a qualidade dos conteúdos do livro didático — informações e 
atitudes — precisa ser levada em conta nos processos de escolha e adoção do mesmo, bem 
como, posteriormente, no estabelecimento das formas de sua leitura e uso” (Idem, p.7), “A 
elaboração do livro didático está diretamente ligada à própria escola, como instituição 
27 
 
responsável pela formação dos alunos, através dos saberes indispensáveis para o 
conhecimento de sua cultura e realidade sócio-econômica” (CRUZ, 2007, p.32). 
Segundo Choppin (2004), os livros didáticos assumem quatro funções essenciais: 
Função referencial, também chamada de curricular ou programática, na qual o livro é um 
suporte dos conteúdos educativos; Função instrumental, como método de aprendizagem que 
facilita a memorização dos conhecimentos e apropriação de habilidades; Função ideológica e 
cultural como instrumento da construção de identidade, e, por último, a Função documental, 
em que pode fornecer um conjunto de documentos textuais, cuja observação ou confrontação 
podem vir a desenvolver o espírito crítico do aluno. 
Associando à função ideológica descrita por Choppin, o pesquisador Romanatto 
defende que o Livro Didático deveria 
 
Tratar o conceito por meio de sua história, mostrando que em seu desenvolvimento 
sempre está presente a resolução de um problema, ora prático, ora especulativo. A 
abordagem dos problemas científicos deveria ser feita, pois, na ordem histórica. A 
dificuldade que a humanidade teve para construir uma disciplina será, talvez, a 
mesma que o aluno sentirá ao iniciar a sua aprendizagem. Os estudos de psicologia 
genética mostram que há indícios de que o processo seja assim. Não se trata de 
recapitular o passado, mas de compreender a gênese do conhecimento (2004, p. 8-9). 
 
Também acreditamos que esse material possa ter relação com a história, para que 
assim ocorra um maior entendimento dos conceitos descritos, ajudando-o no processo de 
aprendizagem. Nesse sentido, Gonçalves faz uma pesquisa com professores de matemática, 
nos quais analisa a utilização do livro didático no ensino e conclui que um bom livro 
 
[...] deve ser atrativo aos olhos dos alunos, para isso deve ter uma boa apresentação, 
trazendo os conteúdos de forma objetiva, com uma linguagem de fácil compreensão, 
letras em tamanho adequado, com exemplos e ilustrações em quantidade 
satisfatória,com o propósito de promover o aprendizado, exercícios que trabalhem o 
conteúdo em questão de forma variada e, finalmente, recursos que auxiliem o 
professor em sua prática docente, com sugestões de atividades práticas e 
instrumentos avaliativos diferenciados ( 2007, p.23). 
 
O livro precisa satisfazer a todos, sendo atrativo aos olhos dos alunos e promovendo o 
aprendizado, auxiliando o professor em sua prática. Garcia e Silva (2009) destacam, em sua 
pesquisa, que para os alunos o que mais chama a atenção no livro de Física é que a matéria 
28 
 
seja bem explicada por desenhos e esquemas. Além do professor e do aluno, outro 
consumidor é o Estado. 
 
Do ponto de vista do uso, há três categorias de usuários ou consumidores do livro 
didático: o Estado, que compra o livro, o professor, que o escolhe e o utiliza como 
instrumento de trabalho em suas aulas, e, finalmente, o aluno que tem, no livro, o 
material considerado indispensável para seu aprendizado nesta ou naquela área do 
conhecimento, num ou outro nível de formação (FREITAG, MOTTA e COSTA, 
1987, p.79). 
 
Vamos discutir essas três perspectivas de categorias dos usuários. A primeira, o 
Estado, e, na sequência, o professor e o aluno, com o intuito de compreendermos a relação 
que esse material exerce em cada categoria. 
A partir dos anos de 1930, os livros didáticos passaram a ter uma trajetória 
significativa no Brasil, pois o Estado passou a adotar políticas de controle sobre eles. 
(SILVA, 2010). O Ministério de Educação – MEC criou, a partir de 1985, o Programa 
Nacional do Livro Didático – PNLD, e, em 1996, publicou o Guia Nacional do Livro Didático 
do Programa Nacional do Livro Didático – PNLD voltados aos livros de ciências do Ensino 
Fundamental, cujo critério de análise era a correção conceitual. Em 2005, além das correções 
conceituais, passaram a ser analisadas as articulações pedagógicas nas coleções. O programa 
distribuiu os livros de português e matemática e língua espanhola no ano de 2006; em 2007, 
os de biologia; em 2008, os de história e química e em 2009, os livros de geografia e física. 
Atualmente, a avaliação dos livros didáticos continua ocorrendo em todas as áreas, de 
forma a ser selecionadas ao encontro do edital das respectivas, de modo a selecionar as obras 
que vão ao encontro de editais lançados no ensino médio. As análises das seleções são 
disponibilizadas aos professores das escolas para selecionar os livros que serão distribuídos 
gratuitamente para a rede pública. 
Em 2005 foi criado o Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio - PNLEM que 
também se estrutura a partir de um Guia que expressa o resultado da avaliação dos livros 
didáticos de português, matemática, história, química, geografia, biologia e física. Por 
exemplo, no catálogo de Física, está indicada uma relação de livros didáticos da área, com 
comentários, síntese avaliativa, sumário e análise da obra e recomendações aos professores. 
Também são apresentados os princípios e avaliações dos critérios comuns de cada obra sendo 
de duas naturezas: eliminatórios e de qualificação. O catálogo serve como orientação para o 
29 
 
professor escolher um dos seus instrumentos de trabalho, auxiliando na sua prática 
pedagógica. “No âmbito do PNLEM, a avaliação das obras didáticas baseia-se, portanto, na 
premissa de que a obra deve auxiliar os professores na busca por caminhos possíveis para sua 
prática pedagógica” (BRASIL, 2008, p.11). 
As obras relacionadas no Catálogo do Programa Nacional para o Livro do Ensino 
Médio – Física PNLEM/2009 são a base empírica para a seleção dos livros didáticos do 
Ensino de Física desta pesquisa. Esses livros foram distribuídos para serem utilizados em sala 
de aula e auxiliarem o professor e o aluno com a representação de concepções de ensinar 
física, considerando conceitos a serem trabalhos e metodologias de ensino. Os livros didáticos 
elencados no Catálogo já haviam sido pré-selecionados, tendo atendido aos critérios de 
qualidade estabelecidos pelo MEC, razão pela qual a análise sobre a dualidade onda-partícula 
efetivar-se-á em obras avaliadas por uma equipe de especialistas da área da Física. Nessas 
condições, tais livros devem atender aos critérios e requisitos de um instrumento a serviço da 
Educação Nacional e, também, 
 
[...] é de fundamental importância que as obras didáticas contribuam 
significativamente para a construção da ética necessária ao convívio social e ao 
exercício da cidadania; considerem a diversidade humana com eqüidade, respeito e 
interesse; respeitem a parcela juvenil do alunado a que se dirigem (BRASIL, 2008, 
p. 14). 
 
Este material necessita, portanto, retratar com respeito a diversidade humana, levando 
em consideração a realidade do aluno e cada região do Brasil, correspondendo às expectativas 
do professor em relação ao conteúdo, à forma e às finalidades desse instrumento auxiliando 
na ação didática pedagógica. É preciso ser críticos em relação a esse instrumento, e não 
entrar na zona do comodismo. 
 
O caso é que não há livro que seja à prova de professor: o pior livro pode ficar bom 
na sala de um bom professor e o melhor livro desanda na sala de um mau professor. 
Pois o melhor livro, repita-se mais uma vez, é apenas um livro, instrumento auxiliar 
da aprendizagem (LAJOLO, 1996, p.8). 
 
Esse instrumento auxiliar da aprendizagem precisa ser repensado pelo professor em 
seu planejamento, para que seja um instrumento de trabalho docente e que faça o 
aproveitamento adequado em salade aula, pois cabe ao professor direcionar o estudo em sala 
30 
 
de aula, conduzindo assim o aluno à aprendizagem. O conhecimento escolar irá avançar no 
momento da interação entre o saber que se traz do mundo e o saber trazido pelos livros. O 
professor precisa planejar em relação aos conteúdos e comportamentos que ele trabalha, no 
processo de seleção do livro didático (LAJOLO, 1996). 
O livro didático adotado na escola, portanto, precisa interagir com o aluno, 
estabelecendo um diálogo. Porém, “com frequência, os livros didáticos diluem fontes de 
conhecimento, simplificam-nas para torná-las acessíveis à compreensão do aluno. E raros são 
aqueles que o fazem com competência” (ROMANATTO, 2004, p.1). A decisão da sua 
utilização ou não em sala de aula está nas mãos do professor, que precisa contemplar com 
esse material as seguintes competências: 
 
a) o desenvolvimento da habilidade de ler com compreensão, rapidez, 
espontaneidade e segurança; b) a utilizar-se da leitura como fonte de informação e 
aperfeiçoamento cultural; c) a utilizar-se da leitura como fonte do lúdico e da 
recreação, como ocupação das horas de lazer e d) a expressar-se eficientemente 
(Idem, p.4). 
 
Nas análises de Freitag, Mello e Costa (1987), sobre os livros didáticos e a relação 
com os alunos, conclui-se que existem poucas pesquisas referentes ao livro voltadas ao aluno, 
mas enfatizam “que os livros didáticos, destinados para as crianças, desconhecem essa 
criança” (p.93). Elas afirmam que os alunos são pouco motivados e estimulados na utilização 
desse material. Ferreira e Selles (2002) também apontam que o livro didático de Física tem 
sido objeto de investigação em relação ao estudo de conteúdos referentes à forma de 
apresentação, assunto, senso comum dos alunos e erros conceituais, ressalvando que o estudo 
sobre o uso do material didático utilizado pelo professor é pouco abordado. 
Mas, voltados à utilização desse material em sala de aula, Garcia e Silva (2009) 
realizaram sua pesquisa no ano de 2009, ano em que o PNLEM distribuiu gratuitamente os 
livros de Física nas escolas. A pesquisa foi realizada com 60 alunos do Ensino Médio do 
terceiro ano, através de um questionário para verificar o que os alunos pensavam sobre o livro 
didático. Os resultados da pesquisa indicaram que os alunos utilizam o livro através de 
trabalhos, exercícios e questionários e alguns responderam que utilizam como cópia. 
Referente ao uso em casa, eles utilizam raramente, e, quando o utilizavam era para realizar as 
lições e exercícios, encaminhadas pelo professor. Os alunos concordaram que o livro didático 
pode ser interessante, pois proporciona mais conhecimento além do assunto da aula, pelo 
31 
 
aprofundamento das leituras e conteúdos, e que aprenderam a Física diferente já que puderam 
aprofundar melhor os conteúdos. 
Já Garcia e Pivovar (2008) realizaram uma pesquisa com 7 professores do Ensino 
Médio, em duas etapas. A primeira, referente à utilização do livro na sua formação e, a 
segunda, referente à utilização do livro didático em sala de aula, na atuação profissional. Os 
resultados foram que, na primeira parte, a experiência profissional influencia determinados 
modelos de trabalho em sala de aula, utilizando apenas o quadro de giz para trabalhar os 
conceitos e exercícios. E, na segunda etapa da pesquisa, concluíram que os professores 
utilizam o livro também para planejamento das aulas, exercícios e experimentos. Referente ao 
livro ideal, um grupo de professores descreve que um bom livro é o que traz roteiros e 
orientações para as práticas; outro, que o livro deve permitir escolhas ao professor, com 
conteúdos evidenciando a defesa do espaço da autonomia docente no encaminhamento das 
atividades didáticas. 
Sobre pesquisas que se baseiam na análise de conteúdos de Física no livro didático 
evidenciamos a de Souza e Germano (2009) sobre o tratamento da Física Nuclear nos livros 
didáticos de Física; Araújo e Silva (2008), a partir da teoria de Huygens no Tratado da Luz, 
fizeram uma análise em livros didáticos referente à teoria de Huygens relacionada ao modelo 
ondulatório da luz; a de Groch e Bezerra (2009), que contempla um estudo realizado nos 
livros didáticos de Física referente ao conteúdo de Relatividade Restrita e Relatividade Geral. 
Em comum, o que essas pesquisas concluíram é que esse instrumento de ensino precisa passar 
por avaliações no sentido de melhorar o conteúdo, forma e relações de ensino-aprendizagem e 
entre professor, livro didático e aluno, para que de fato possa contribuir efetivamente com a 
sua finalidade de melhorar o ensino do país. 
Nesse sub-capítulo, abordamos as três categorias de usuários dos livros didáticos: o 
Estado, o professor e o aluno, e em cada uma existe a peculiaridade voltada ao interesse do 
usuário. No transcorrer do capítulo, fizemos a discussão sobre as mudanças conceituais da 
Física em relação à Física Clássica e a FMC, e sua discussão na educação. No próximo 
capítulo, abordaremos as controvérsias a cerca das diferentes concepções sobre a luz ao longo 
dos séculos. 
 
 
32 
 
CAPÍTULO 2 – O TEMA EM ESTUDO: AS CONTROVÉRSIAS SOBRE A 
NATUREZA DUAL DA LUZ 
 
Neste capítulo, abordamos uma revisão bibliográfica sobre as concepções da natureza 
da luz guiadas pelo contexto histórico. Dela, enfatizamos a discussão cerca das teorias 
elaboradas pelos filósofos sobre os modelos ondulatório e corpuscular da luz, mas 
principalmente da dualidade onda-partícula, por se tratar de uma importante controvérsia da 
história da física. 
Nosso intuito é entender as discussões da história e filosofia da ciência e, por isso, nos 
reportaremos a identificar os modelos com suas interpretações e comportamentos, na tentativa 
de compreender diferenças filosóficas e epistemológicas do processo de criação científica. 
Acreditamos que reconhecer os conflitos conceituais referente à natureza da luz, entre as 
distintas interpretações são imprescindíveis para a compreensão da Física Moderna e 
Contemporânea. 
Vamos tematizar as concepções acerca da luz, seguindo uma ordem cronológica, 
relembrando eventos ocorridos ao longo dos séculos e discutindo os conceitos relevantes. 
Sobre o enfoque da abordagem da história e filosofia da ciência no ensino, autores 
como Teixeira, Freire Jr, El-Hani ( 2009); Pinto e Zanetic (1999) pontuam que “A história e a 
filosofia da ciência, indo muito além da mera ilustração ou motivação para o estudo, podem 
facilitar a construção conceitual e cultural da Física a ser trabalhada no ensino médio” 
(PINTO, ZANETIC, 1999, p.21). 
 Os primeiros filósofos a refletirem sobre a luz elaboraram hipóteses na tentativa de 
descrevê-la e compreendê-la. Inicialmente, a luz era associada a divindades e aceita como 
sendo também criada por Deus. Santo Agostinho (354-430 d.C.), importante filósofo da idade 
média do Império Romano, apresentou uma interpretação sobre a criação do Universo, de 
acordo com o primeiro dia do livro de Gêneses, da Bíblia Judaica, do qual o provável autor é 
Moisés: a criação da Luz. Ele defendia que a luz era uma matéria sem forma (MARTINS, 
1996). 
Diferente dos pensamentos relacionados à Igreja, os gregos também tinham 
questionamentos e preocupações em explicar os fenômenos que envolviam a luz. Platão (428-
328 a.C.) “[...] acreditava que a visão de um objeto era devida a três jatos (raios) de partículas: 
33 
 
um proveniente dos olhos, outro do objeto e o último da fonte iluminadora (SILVA, 2010, 
p.98). 
Leucipo (480-420 a.C.) e Demócrito (460-370 a.C.) afirmavam que a luz estava 
presente nos olhos em forma de pequenas partículas que ao atingirem um objeto, tornavam 
possível visualizá-lo. Eles acreditavam que “[...] os objetos emitiam átomos, que formavam 
uma imagem dos objetos, percebida, posteriormente, pelos órgãos da visão para formar, por 
fim, a imagem” (García et al; 2007 apud SILVA, 2010, p.47). 
Nessadiscussão, “Aristóteles (384-322 a.C) entendia que não havia os átomos, e, sim, 
uma substância, que preenchia todo o espaço - o éter. Ele foi um dos primeiros a tentar dar 
uma explicação não corpuscular para a natureza da luz” (SILVA, 2010, p.48). Defendia que a 
“[...] a luz era resultado da atividade de um determinado meio, cuja vibração provocaria o 
movimento de humores presentes nos olhos” (ROCHA, 2002, apud SILVA, 2009, p.48). 
 Por volta de 1038 d.C., um cientista árabe, Alhazen (965-1039) aperfeiçoou seus 
estudos, dando uma nova explicação para a visão, a qual 
 
[...] consistia na formação de uma imagem óptica no interior do olho, que 
funcionava como uma câmara escura, onde os raios de luz emitidos por cada ponto 
do corpo atravessariam a pupila e formariam um ponto correspondente da imagem 
no fundo da câmara (SILVA, 2010, p. 51). 
 
Tomás de Aquino (1225-1274), sob A influência do pensamento de Aristóteles, 
também discutiu sobre o primeiro dia de Gêneses da Bíblia: a criação da luz: 
 
[...] Tomás de Aquino discute a própria noção de luz. Ele lembra que se pode falar 
sobre a luz no sentido original (aquilo que é produzido pelos corpos luminosos e que 
nos permite ver) ou em sentido metafórico. “Ver” pode ser usado no sentido de 
“perceber”, seja no caso de se ver um objeto, ou de se “ver” que um objeto é áspero, 
ou “ver” uma verdade. Da mesma forma, “luz” pode se referir ao seu significado 
original quando falamos sobre objetos da natureza, perceptíveis; mas pode ter um 
sentido metafórico, quando se fala sobre coisas espirituais (MARTINS, 1996, p.66). 
 
Para Tomás de Aquino, a luz era produzida pelos corpos luminosos e permitia 
perceber que não podia ser material. Argumentava que “[...] dois corpos não podem ocupar o 
mesmo lugar ao mesmo tempo. Mas a luz e o ar (ou qualquer objeto transparente) podem 
ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo. Portanto, a luz não pode ser um corpo, isto é, não 
pode ser algo material” (MARTINS, 1996, p.65). 
34 
 
Nesse período histórico, constatamos o quanto a luz era problematizada e os filósofos 
estavam em busca de respostas. Santo Agostinho e Tomás de Aquino acreditavam que a luz 
era sem forma. Já os gregos e Aristóteles descreviam que o éter preenchia todo o espaço. 
Essas concepções filosóficas, em que a luz era composta por partículas que saíam dos 
corpos materiais, ou eram modificações do meio material entre o objeto e o observador, em 
que a luz era composta por corpúsculos, prosseguiram até o século XVII, quando, novamente, 
foi rediscutida com grandes progressos. 
Nesta época, Christiaan Huygens (1629-1695), René Descartes (1956-1650), Roberto 
Hooke (1635-1703) e Isaac Newton (1642-1727) retomaram os debates sobre os fenômenos 
luminosos, na tentativa de explicarem corretamente a natureza da luz. Porém, suas bases 
conceituais eram distintas. Newton, por sua vez, defendia que a luz era composta por 
partículas; Huygens e Descartes que a luz era transmitida por meio de vibrações num meio 
material. 
 Na época, havia a concepção de que as ondas necessitavam de um meio material para 
se propagarem, levou a considerarem que a luz tem natureza ondulatória e que deveria existir 
um espaço considerado vazio. A existência desse espaço vazio foi chamado de éter, “como 
um meio material que viabiliza a propagação de ondas luminosas, estaria presente em todo o 
espaço que nos rodeia, preenchendo o Universo [...]” (SALVETTI, 2008, p. 64). 
Huygens defendia que entre a Terra e o Sol não existia ar, e sim uma substância 
invisível (éter), a qual o sentido do olho humano não conseguia captar e ela se propagava a 
luz. Descartes caracterizava “[...] a natureza da luz como problema científico, sustentava que 
a luz tinha uma tendência natural ao movimento ou pressão e que ela era transmitida com 
velocidade infinita.” (BASSALO e PIETROCOLA, 1986; 1993 apud SILVA, 2010, p. 51). E, 
para Hooke, “[...] a luz seria constituída por pulsos de pequenas amplitudes, propagando-se 
em um meio contínuo [...]” (SILVA, 2007, p.152). 
Silva (2007) refere-se à Huygens, que defendia a teoria ondulatória, mas desconhecia 
o conceito de ondas eletromagnéticas, sendo que Huygens concebia a luz na forma de uma 
perturbação mecânica que se propagava através de forças de contato entre corpúsculos. 
Portanto, para ele, a luz se propagava por um meio que se chamava éter luminífero, através de 
impulsos independentes e de forma análoga ao som, possuindo as seguintes propriedades de 
propagação retilínea; reflexão regular e difusa; e, refração. “A luz seria propagada por meio 
de ondas esféricas, pois os corpúsculos de éter não se encontram alinhados um após o outro, 
35 
 
mas distribuídos de maneira confusa, da forma que cada um toque diversos vizinhos” (Idem, 
2007, p.154). 
Forato (2009) relembra que, contrário a essas concepções, Isaac Newton discutiu e 
defendeu outra explicação para a luz, descrevendo o comportamento dos raios de luz, como se 
fossem corpúsculos emitidos pelas superfícies dos corpos, que se deslocavam em linha reta 
até interagir com algum obstáculo. Os objetos seriam feitos de partículas. 
 
Newton supunha, por exemplo, que havia uma força de atração entre as partes de um 
corpo transparente e a luz, por isso o raio luminoso era atraído e se desviava em seu 
interior. Quer dizer, se os objetos são feitos de partículas, havia uma força de atração 
entre as partículas dos corpos transparentes e o raio de luz, pois este penetrava em 
seu interior (FORATO, 2009, p.3). 
 
Newton, na sua teoria corpuscular para a luz, propunha que os corpúsculos poderiam 
ser repelidos ou atraídos, razão pela qual a teoria ondulatória foi deixada de lado, 
principalmente pelo fato de acreditarem que a luz sempre se propagava em linha reta, não 
podendo contornar os objetos. 
 Newton (2002), nos seus dois primeiros livros de Óptica, provou, com experimentos, 
as diferenças originais com os raios de luz, demonstrando suas propriedades. Enquanto para 
Hooke apenas existiam duas cores básicas a cor vermelha e azul, as demais cores eram 
geradas por distorções ocorridas durante a refração. No livro I da Óptica, explícito em 1671-
1672, ele discutiu a decomposição das cores espectrais ao atravessar um prisma; no Livro II 
da Óptica em 1704, tratou sobre as cores produzidas por corpos transparentes; no Livro III, 
esboçou sobre a difração, e questões apresentadas com teoremas, baseadas em experiências. 
Nesse mesmo livro, ele afirma que a luz era composta por corpúsculos de matéria. 
Silva (2010) relata as controvérsias referentes aos conflitos teóricos através de uma 
revisão bibliográfica da história da Óptica de Huygens e Newton sobre a natureza da luz, 
especificando as diferenças e os fenômenos defendidos entre os dois modelos, o ondulatório e 
o corpuscular. Salvetti (2008) descreve a discussão que ocorreu para se entender a natureza da 
luz, entre Christian Huygens, que considerava a luz formada por ondas, e Newton, por 
corpúsculos. 
Porém, entre as duas teorias, outra controvérsia se efetivava, quando da explicação da 
velocidade da luz ao passar do vácuo para os corpos. Newton defendia que a velocidade 
36 
 
aumentava e Huygens acreditava que deveria ser menor em meios mais densos. Como não 
existiam aparelhos que pudessem verificar essas discordâncias, as concepções de Newton 
prevaleceram devido ao seu prestígio na época. 
Os avanços que se sucederam a cerca do modelo ondulatório, com as contribuições de 
Thomas Young (1773-1829), Augustin Fresnel (1788-1827), Jean Foucault (1819-1868), 
James Clerk Maxwell (1831-1879) e Heinrich Hertz (1857-1894), reavivaram esse modelo. 
No início do século XIX, Young discutiu a natureza da luz, realizando uma experiência muito 
significativa para a ciência: a experiência da fenda dupla, corroborando a teoria ondulatória da 
luz. Na sua demonstração com o experimento, constatou que “[...] as ondas luminosasemitidas por uma única fonte, propagando-se por duas trajetórias diferentes, podem chegar a 
um certo ponto, combinar-se e anular-se pela interferência destrutiva” (SERWAY, JEWETT 
JR, 2007, p.983). 
Conforme vemos na figura 1, a experiência da dupla fenda se traduz em uma única 
fonte de luz monocromática, sendo iluminada pela fenda S0, com isso se difratando
3
 e se 
espalhando por várias direções até chegar às fendas S1 e S2, seguindo para uma tela branca. A 
sua superposição resulta numa interferência, dando, assim, origem a franjas claras 
(interferência construtiva) e escuras (interferência destrutiva) comprovando a interferência
4
 
ondulatória. 
 
Figura 1: Diagrama da experiência de dupla fenda de Young
5 
 
3
 São ondas das quais sofrem um desvio ao passar por obstáculos em uma mesma fenda. 
4
 São ondas no qual se superpõem provenientes de fendas diferentes. 
5
 Fonte (SERWAY, JEWETT JR, 2007, p.1054). 
37 
 
Por sua vez, Fresnel elaborou uma fundamentação matemática para o modelo 
ondulatório, realizando várias experiências sobre a interferência. 
Foucault esclareceu a dúvida de Newton e Huygens sobre a velocidade da luz. No 
modelo corpuscular, era afirmado que a velocidade da luz era maior no líquido do que no ar. 
Ele forneceu evidências, pelo modelo ondulatório, que a velocidade da luz é menor no líquido 
do que no ar, isso através do avanço dos instrumentos tecnológicos (ROCHA, 2002). 
Em 1888, Hertz demonstrou com um experimento que um circuito elétrico oscilante 
irradiava ondas eletromagnéticas, sendo o primeiro a detectar as ondas eletromagnéticas 
(SERWAY, JEWETT JR, 2007). Esse comportamento não podia ser explicado pelo modelo 
corpuscular, porque os cientistas não imaginavam que as partículas poderiam se anular ou se 
juntar umas às outras, tendo como base o entendimento do modelo ondulatório da luz. 
Com seu estudo sobre os fenômenos elétricos e magnéticos, Maxwell resumiu um 
conjunto de relações, logo denominadas de equações de Maxwell. Elas exprimem de forma 
matemática compacta as leis de Coulomb, de Gauss, de Biot-Savart e de Ampere. “Maxwell 
mostrou que estas equações podem ser combinadas de modo a gerar uma equação de onda 
para vetores do campo elétrico E e do campo magnético B. Estas ondas eletromagnéticas são 
provocadas por cargas ou por correntes oscilantes”(TIPLER, 1978, p.836). O campo elétrico
6
 
E e o campo magnético
7
 B oscilam em direções perpendiculares, no qual aumentam e 
diminuem periodicamente sua intensidade, conforme figura 2. 
 
Figura 2: Representação de uma onda eletromagnética
8 
 
6
 O campo elétrico é estabelecido por cargas elétricas, interação entre campo elétrico e outras cargas dando 
origem a forças elétricas (RESNICK, HALLIDAY e KRANE, 1992). 
7
 Uma carga elétrica em movimento, ou corrente elétrica, estabelece um campo magnético que exerce uma força 
magnética sobre outras cargas em movimento ou correntes RESNICK, HALLIDAY e KRANE, 1992, p.133). 
8
 Disponível em: 
<http://2.bp.blogspot.com/_yhcFVb0usrM/S3q4oJpZW9I/AAAAAAAABlo/gV2fdloVeSM/s400/onda+eletroma
gnetica.jpg> Acesso em: 15 ago. 2011. 
http://2.bp.blogspot.com/_yhcFVb0usrM/S3q4oJpZW9I/AAAAAAAABlo/gV2fdloVeSM/s400/onda+eletromagnetica.jpg
http://2.bp.blogspot.com/_yhcFVb0usrM/S3q4oJpZW9I/AAAAAAAABlo/gV2fdloVeSM/s400/onda+eletromagnetica.jpg
38 
 
Com seus estudos, Maxwell conclui que a natureza da luz era eletromagnética, e não 
necessitava de um meio para a sua propagação. O modelo ondulatório foi aperfeiçoado e se 
tornou o modelo de onda de Maxwell. 
 
A interação da luz com a matéria, nos fenômenos da reflexão, refração, interferência 
e polarização, revela um comportamento que pode ser compreendido considerando a 
luz como formada por ondas transversais. Esse conjunto de propriedades 
ondulatórias se relaciona à presença de cargas elétricas e seus movimentos, através 
dos campos elétricos e magnéticos (SALVETTI, 2008, p.121). 
 
 Portanto, a “Luz é em geral emitida quando os elétrons das camadas mais externas (ou 
de valência) dos átomos realizam transições de um nível de energia mais alto para um mais 
baixo [...]” (RESNICK, HALLIDAY, KRANE 1992, p.257). 
Todas as ondas eletromagnéticas se propagam no espaço com a mesma velocidade, 
sendo aplicada a todas as radiações eletromagnéticas e não apenas à luz. Através dela é 
possível relacionar a frequência e o comprimento de onda de acordo com a equação 
matemática c=λv (RESNICK, HALLIDAY, KRANE, 1992). Ou seja, a velocidade de uma 
onda depende das propriedades do meio no qual ela se propaga. Em 1887, Hertz confirmou as 
hipóteses de Maxwell, considerando que “as experiências descritas me parecem em alto grau 
adequadas para remover as dúvidas sobre a identidade entre a luz, a radiação térmica e as 
ondas eletromagnéticas” (apud ROCHA, 2002, p. 264). “Quando Maxwell relacionou efeitos 
elétricos e magnéticos a fenômenos com a luz, apontou o caminho para compreendermos, de 
forma unificada, os processos de produção, absorção e propagação da luz” (SALVETTI, 
2008, p. 71). 
 Nessa época, eles já classificavam as ondas mecânicas ou eletromagnéticas, em que as 
ondas mecânicas perturbam e propagam-se através de um meio, como uma onda sonora; e, as 
ondas eletromagnéticas, não necessitam de um meio para se propagarem (SERWAY, 
JEWETT JR, 2004). 
Todas as ondas carregam energia, mas seu mecanismo de transporte difere de um caso 
para outro. A perturbação de uma onda ocorre quando as partículas se movem, 
perpendicularmente (onda transversal), ou paralelamente (ondas longitudinais). Uma onda 
possui um comprimento, que é a distância mínima entre quaisquer dois pontos idênticos em 
uma onda; uma frequência, caracterizada pelas oscilações; um período, representado por T, 
39 
 
que é o tempo mínimo que uma partícula do meio leva para realizar uma oscilação completa, 
e é igual ao inverso da frequência; e uma amplitude, que é o deslocamento máximo de uma 
partícula do meio com relação à posição de equilíbrio (SERWAY, JEWETT JR, 2004). 
Os pesquisadores, já com argumentos suficientes e comprovados, acreditavam que a 
natureza da luz tinha chegado a um resultado satisfatório, no qual a luz era de natureza 
ondulatória e possuía as propriedades de reflexão; refração; difração; interferência e 
polarização. Existem, por exemplo, várias situações do nosso dia a dia que podem ser 
explicadas através da reflexão, qual é caracterizada pela mudança de direção de um feixe 
luminoso, no qual as ondas incidentes e refletidas formam ângulos iguais. Já a refração ocorre 
quando a luz passa de um meio para outro, ou seja, o feixe se propaga em uma direção 
diferente da direção do feixe incidente, com velocidades diferentes nos dois meios. 
Caracterizamos difração quando uma onda contorna obstáculos que esta em sua trajetória. Ou 
seja, é um desvio em relação à sua direção de propagação (ROCHA, 2002). Na polarização, 
somente as ondas transversais podem ter polarização. Polarizar significa orientar em uma 
única direção. 
Assim, a luz passou a ser entendida como uma onda eletromagnética, através desses 
conjuntos de propriedades, sendo formada por campos elétricos e magnéticos perpendiculares 
entre si, podendo se propagar mesmo na ausência de matéria (SALVETTI, 2008). Temos 
como exemplos de ondas e radiações eletromagnéticas, as ondas de rádio
9
; as microondas
10
; 
as ondas infravermelhas
11
; a luz visível
12
 e os Raios X
13
, as quais possuem diferentes 
frequências e comprimentos. 
Porém, quando a comunidade científica passou a questionar sobre o mundo 
microscópico, por se tratar de medidas muito pequenas, a discussão sobre a natureza da luz 
 
9
 [...] são resultantes de cargas aceleradas, por exemplo, através de fios condutores em uma antena de rádio. 
(SERWAY, JEWETT JR, 2007,