Expectativa de Resposta da Prova Escrita - Parte Esp.

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE
CIÊNCIAS NATURAIS E MATEMÁTICA
EDITAL 01/2017 – PROCESSO SELETIVO PARA O MESTRADO PROFISSIONAL
QUESTÕES PARA A PROVA ESCRITA – FÍSICA
1) No artigo "Quem descobriu a expansão do universo?" os autores revisam a história da Lei de
Hubble.
a) Com que objetivo os autores realizam essa revisão?
Espera-se que o candidato responda expondo, essencialmente, os seguintes pontos (trechos
extraídos do próprio artigo):
•
•
•
revisar a história da “Lei de Hubble”;
apresentar os argumentos envolvidos nesta disputa de prioridades;
indicar como essas discussões podem ser conduzidas no ensino de cosmologia, não só para
que estudantes aprendam conceitos científicos, mas também para que reflitam sobre
características da ciência, ou da chamada “natureza da ciência”.
b) Discorra sobre os aspectos trazidos pelos historiadores da ciência a respeito dos episódios
históricos relacionados à expansão do universo.
Essencialmente, espera-se que o candidato responda que (trechos extraídos do próprio artigo):
As descobertas na ciência costumam ser processos com extensão no tempo, com diversos
colaboradores e dificilmente podem ser atribuídas a um único indivíduo em uma data específica.
Frequentemente não é o próprio cientista que se engaja nas disputas de prioridade, mas sim seus
compatriotas: amigos, admiradores e até mesmo historiadores da ciência com interesse em defender
a relevância das contribuições científicas de sua nação. Porém, Edwin Hubble era uma exceção. Ele
não se importava em empregar seu tempo em disputas de prioridade, de forma a defender a
importância de suas contribuições. Dentre os processos e colaboradores desse episódio histórico
podemos destacar: o estudo do espectro da luz vinda de estrelas e nebulosas, especialmente o desvio
espectral da nebulosa de Andrômeda observado em 1913 pelo astrônomo Vesto Slipher; o
desenvolvimento de modelos cosmológicos relativísticos propostos por Albert Einstein e Willem de
Sitter no período da Primeira Guerra Mundial; e as investigações desenvolvidas por diversos
astrônomos ao longo da década de 1920 sobre os desvios espectrais para o vermelho (redshift),
dentre eles Silbertein e Lundmark.
c) As versões sobre esses episódios geralmente apresentadas em livros didáticos e na divulgação
científica estão de acordo com os apontamentos realizados por historiadores da ciência?
Explique.
Essencialmente, espera-se que o candidato responda que (trechos extraídos do próprio artigo):
As versões sobre os episódios históricos relacionados à expansão do universo geralmente
apresentadas em livros didáticos e na divulgação científica não estão de acordo com os
apontamentos realizados por historiadores da ciência. Os autores do artigo destacam alguns
exemplos nesse aspecto, tais como: livros e obras de divulgação sobre cosmologia que afirmam que
o astrônomo estadunidense Edwin Hubble (1889-1953) descobriu a expansão do universo em 1929,
o que historiadores da cosmologia vêm demonstrando que isso não é verdade; tradição de diversos
livros sobre cosmologia, publicados em diversos países, que enfatizam as observações (e não as
teorias) no processo de elaboração do conhecimento; e quando se diz que as observações de Hubble
permitiram constatar a expansão do universo não se diferencia observação de inferência, induzindo
visões ingênuas sobre a natureza da ciência.
d) Discorra sobre quais os principais conceitos científicos e teorias presentes nos episódios
históricos sobre a expansão do universo que poderiam ser trabalhados no ensino de física e de
astronomia na educação básica?
Essencialmente, espera-se que o candidato responda que:
Um dos principais conceitos científicos e teorias presentes nesses episódios históricos sobre a
expansão do universo que poderiam ser trabalhados no ensino de física e de astronomia na educação
básica são os modelos cosmológicos, efeito Doppler e efeito Doppler relativístico. Os modelos
cosmológicos poderiam ser trabalhados ao se discutir a origem e evolução do universo. O efeito
Doppler está presente quando se discute alterações na frequência aparente da onda sonora em
decorrência da velocidade da fonte em relação ao detector. Por sua vez, o efeito Doppler
relativístico poderia estar presente ao se discutir a mudança aparente da frequência da luz, para
objetos (fonte emissora ou detector) que se movem em velocidades relativísticas.
2) O artigo "Proposta de construção de espectroscópio como alternativa para o ensino de
Astronomia" apresenta a possibilidade de utilização didática de espectroscópio simples e de
baixo.
a) Considerando a fundamentação teórica apresentada no artigo, discorra sobre o papel, as
características e os desafios principais das atividades experimentais no ensino de física e de
astronomia na educação básica.
Espera-se que o candidato responda expondo, essencialmente, os seguintes pontos (trechos
extraídos do próprio artigo):
•
•
•
•
•
•
favorecer a aquisição de conceitos, procedimentos e desenvolvimento de habilidades, além de
estimular a formação de uma imagem não ingênua do conhecimento científico;
proporcionar ao aluno a oportunidade de “expressar suas concepções dos fenômenos de forma
direta, experimental, ou de forma indireta, através dos registros desses fenômenos”, sendo o
laboratório o ambiente comum de desenvolvimento dessas atividades;
favorecer o desenvolvimento de habilidades relacionadas à manipulação e construção de
aparatos experimentais pelos alunos, a partir do uso de instrumentos comuns ao seu cotidiano;
Há diversas categorias relativas às atividades experimentais quanto ao grau de
direcionamento, por exemplo: demonstração – ilustração de aspectos físicos, de modo que
sejam perceptíveis aos alunos; verificação – busca, por meio de um determinado experimento,
da validade de uma lei física e das suas limitações; investigação – apresentação de problemas
abertos ao aluno, de modo que ele busque resolvê-los mediante diferentes graus de abertura
estabelecidos pelo professor.
dificuldade dos professores em abordar, de maneira adequada, os conteúdos de Astronomia e
utilização de atividades experimentais mediante abordagens metodológicas inadequadas;
carência de pesquisas sobre o que os alunos aprendem mediante a utilização de experimentos
e condições precárias de trabalho;
•
falta de apoio material e pedagógico das escolas e crença exacerbada no uso desses materiais
para solucionar os problemas do ensino experimental.
b) Discuta sobre as principais implicações da espectroscopia para a ciência?
Essencialmente, espera-se que o candidato responda que (trechos extraídos do próprio artigo):
A espectroscopia é uma importante técnica pela qual é possível obter diversas informações, tais
como a composição dos materiais e investigar a estrutura da matéria. Utilizando a espectroscopia,
astrônomos obtêm inúmeras informações que permitem caracterizar os astros, como por exemplo:
rotação, composição química, densidade, massa, gravidade superficial, período, inclinação orbital,
entre outras. Utilizando análise espectral, é possível também obter o movimento relativo de um
galáxia em relação a um observador localizado na Terra. A análise espectral permitiu aos
astrônomos a elaboração e aperfeiçoamento da classificação das estrelas em determinadas
categorias, de acordo com a temperatura superficial da estrela. Cada uma dessas categorias agrupa
outras dez subcategorias. Combinada com a fotografia, a espectroscopia levou na segunda metade
do século XIX ao nascimento de uma nova área na ciência, a Astrofísica.
c) Explique como a espectroscopia pode fornecer informações a respeito do movimento relativo
de uma galáxia em relação a um observador localizado na Terra.
Essencialmente, espera-se que o candidato responda que (trechos extraídos do próprio artigo):
Utilizando análise espectral, é possível também obter o movimento relativo de um galáxia em
relação a um observador localizado na Terra, graças ao efeito Doppler-Fizeau. De maneira análoga
à onda sonora, cuja frequência captada pelo observador depende do movimento relativo desse e da
fonte, no efeito Doppler-Fizeau, o comprimento de onda detectado para a luz emitida por uma
fonte, como uma estrela ou uma galáxia, varia conforme o movimento relativo desta. O
comprimento de onda de uma dada linha espectral de uma estrela ou galáxia parecerá deslocado
(comparando com uma fonte de laboratório em repouso) para o azul (ou vermelho) se ela estiver se
aproximando (ou afastando) de nós. Medindo-se este deslocamento, podemos obter a velocidade de
aproximação ou recessão do objeto. Dessa forma, os astrônomos descobriram que quanto mais
distante a galáxia.