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GABARITO Caderno do Aluno Física – 2a série – Volume 4

SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1

A CAIXA DE CORES

Páginas 3 - 4

Nesta etapa, desejamos reconhecer os conhecimentos prévios para trabalhar
conceitos relacionados com a luz e suas propriedades. A ideia é permitir que os
conteúdos a serem trabalhados nas aulas estejam relacionados a elementos retirados do
próprio universo dos estudantes.

Páginas 4 - 7

Para discutir essas perguntas, retome a ideia apresentada de que uma cor depende
exclusivamente do pigmento que tinge o objeto. Se isso fosse verdade,
independentemente do que ocorresse, todos deveriam então ver a mesma cor em cada
uma das figuras. Com isso, você poderá começar a discutir o que é cor. Na primeira
questão, a ideia é fazer os alunos perceberem que a cor que vemos em um objeto
depende fortemente da luz que o ilumina. Assim, quando se muda a luz, muda-se a cor
percebida. Logo, na segunda questão, o objetivo é fazê-los perceber que sempre
comparamos as cores a partir de objetos expostos à luz branca, ou seja, a do Sol ou de
lâmpadas de cor branca. Já nas duas últimas questões, respectivamente, a banana ficaria
escura e o papel branco ficaria verde. Ou seja, a cor resulta de um tipo de exposição e
não de uma propriedade do objeto. O correto seria dizer que um objeto parece
“vermelho” e não que é “vermelho”. Com essas discussões, tem-se o “mote” para iniciar
a fase seguinte, que apresentará a decomposição da luz branca.

Coloração por reflexão

Páginas 8 - 9

As questões têm como objetivo retomar o experimento e sensibilizar os alunos para o
texto. As respostas encontram-se ao longo do texto.
1


Coloração por transmissão

Página 9

A resposta está no texto subsequente. O objetivo principal é fazer com que os alunos
levantem hipóteses e se sensibilizem para a leitura do texto.

Páginas 9 - 10

Para a primeira questão, tenha como base o texto “O que é a cor?” Aqui o objetivo é
explorar o que o aluno acredita que seja a cor, já que essa questão será retomada depois.
As questões 2, 3, 5 e 6 estão relacionadas com os textos “Coloração por reflexão” e
“Coloração por transmissão”. Na última questão é interessante explorar a ideia da cor
negra como ausência de reflexão ou transmissão, bem como a escuridão como ausência
de luz. É importante ressaltar que a cor de um objeto depende de suas propriedades, mas
também do tipo de iluminação utilizada. Já a questão 4 ressalta que, quando a luz incide
sobre qualquer objeto, três processos podem acontecer: reflexão, absorção e transmissão
da luz.

Página 10

Nessa atividade, os alunos, em grupo, deverão elaborar um relatório contendo o que
foi observado e os possíveis problemas encontrados. Na síntese do que foi aprendido,
deve estar explícita a influência da cor da luz incidente na percepção de um objeto
colorido, ressaltando a ideia de que sua cor não é apenas uma propriedade intrínseca e
imutável dos materiais.

2



DECOMPONDO E MISTURANDO LUZES E CORES

Página 11

O objetivo das questões do roteiro é explorar a criação de hipóteses dos alunos.

Páginas 12 - 17

A questão da página 14 tem como objetivo explorar a criação de hipóteses pelos
alunos e será respondida no texto “Ondas eletromagnéticas”.

1. Chamamos a luz branca de policromática, ou seja, essa luz é composta de várias
cores. Já uma luz monocromática é aquela composta de uma única cor, como um
laser.
2. Alternativas (a), (c) e (d).
3. Toda carga elétrica tem associada a ela um campo elétrico, que pode ser pensado
como uma propriedade sua. Esse campo preenche todo o espaço e representa uma
zona de influência elétrica que se estende até o infinito. Um campo não pode ser
desassociado de sua carga, ou seja, é impossível separar um do outro.
4. Os campos elétricos e magnéticos variáveis geram um ao outro e são emitidos pela
carga em movimento como uma onda eletromagnética. Essa é a “coisa” detectada,
por exemplo, quando você liga um rádio ou atende a uma chamada no celular.
5. O índice de refração de um material varia com o comprimento de onda da luz que o
atravessa é por isso que ocorre a dispersão. Assim, cada comprimento de onda que
compõe a luz branca vai apresentar diferentes ângulos de refração ao incidir em um
material com índice de refração diferente do que ela estava, por exemplo, ao passar
do ar para o vidro. Como o índice de refração geralmente é maior para um

3


comprimento de onda menor, a luz violeta se desvia muito mais do que a luz
vermelha quando passa, por exemplo, da água para o ar.

Página 18

Aqui é importante o aluno perceber a relação entre o fenômeno e a dispersão da luz.

Página 18

As questões 1,2 e 3 têm como objetivo retomar as atividades anteriores, permitindo
que os alunos iniciem a formulação de hipóteses. Além disso, elas foram formuladas a
fim de sensibilizá-los para o experimento que será realizado a seguir. Explicações mais
detalhadas de como explorar essas questões com os alunos podem ser localizadas no
Caderno do Professor na Situação de Aprendizagem 2.

Página 20

Nesta etapa, esperamos que as hipóteses dos alunos estejam mais bem formuladas do
que inicialmente, visto que as discussões sobre luz e cores já foram iniciadas. Assim,
espera-se que as hipóteses comecem a se adequar aos resultados dos experimentos, o
que dará estrutura para que os alunos respondam às três primeiras questões (1-
vermelho, verde e azul; 2- vermelho e verde; e 3 - vermelho e azul). A questão 4, como
o enunciado revela, pretende trabalhar as hipóteses criadas pelos alunos a seguir.
Perceba, entretanto, que a sistematização desses conceitos só se dará no texto seguinte:
“Soma de luzes coloridas”.

Páginas 20 - 21
1. Na Física, dizemos que o magenta é a cor oposta ou complementar ao verde, o
amarelo é oposto/complementar ao azul e o ciano é oposto/complementar ao
vermelho. Dessa forma, ao “somar” os opostos obtemos o branco. Assim, ao
4


compormos fontes de luz vermelha, verde e azul, obtemos o branco; por isso,
chamamos essas três cores-luz de cores primárias.
2. Essa sigla corresponde a red, green e blue, os nomes em inglês das cores-luz
primárias. A partir da mistura de diferentes porcentagens dessas três cores, obtêm-se
todas as outras.
3. Aqui é importante o aluno perceber o preto como a ausência de luz.
4. Ao compormos vermelho, verde e azul obtemos o branco; por isso, chamamos essas
três cores-luz de cores primárias. Por meio da “soma” dessas luzes pode-se obter
todas as outras.

Páginas 22

Aqui é importante o aluno perceber a relação entre o fenômeno da superposição e a
cor percebida quando misturamos luzes de cores diferentes.

Páginas 22 - 23

As respostas das questões presentes em “Mãos à obra!” estão relacionadas com as
observações realizadas pelos alunos ao longo da atividade. Apenas nas duas últimas
etapas do roteiro o aluno deve fazer uma reflexão com base no que foi por ele
observado, permitindo assim que possa compreender melhor as cores primárias, as
cores-pigmento e o processo de impressão por meio da composição de diferentes
pigmentos. Assim, a criação de hipóteses é o enfoque dessas questões e da atividade,
bem como da sua estruturação com base em observação e teste.

1. Diferentemente da composição de luzes, quando se misturam as três cores-pigmento
obtém-se um tom escuro, quase preto.
2. Uma superfície pintada por uma cor qualquer, quando iluminada por uma luz branca,
absorve uma série de frequências e reflete outras. Portanto, para obtermos o branco, a
luz deveria ser totalmente refletida. Por meio de uma mistura de tintas, isso não é
possível.

5


3. Cada pigmento absorve bem uma determinada faixa do espectro visível. Logo,
quando a luz branca incide sobre cada pigmento, eles absorvem todas as cores
diferentes da cor do pigmento e refletem as restantes. Assim, quando a luz branca
perde esses componentes, nós a percebemos como uma determinada cor. Por isso,
esse processo é chamado de subtrativo, visto que algumas frequências são
“subtraídas” da luz incidente.
Professor perceba que aqui, facilmente, surge a questão das cores primárias de tintas.
Os alunos viram que essas cores são ciano, amarelo e magenta (ou sistema CYM,
com as iniciais em inglês). Contudo, certamente muitos deles já ouviram dizer que as
cores primárias para tintas são vermelho, amarelo e azul (ou sistema RYB, também
com as iniciais em inglês). Isso pode confundir bastante. Assim, explique que o
sistema RYB surgiu com uma teoria das cores proposta por Leonardo da Vinci.
Séculos depois, essa teoria mostrou-se cientificamente incorreta, quando foi
demonstrado que as cores primárias para pigmentos são ciano, amarelo e magenta
(CYM). Entretanto, pela tradição no mundo das artes, até hoje pode-se encontrar
artistas e até mesmo livros de arte que usam o sistema RYB. Como artistas, eles
podem dizer isso, ainda que não seja o correto. Pense nisso como uma “licença
poética."

Páginas 24 - 25

Essas questões retomam os três roteiros anteriores.

1. A luz é uma onda eletromagnética.
2. O índice de refração de um material varia com o comprimento de onda da luz que o
atravessa, e é por isso que ocorre a dispersão. Assim, cada comprimento de onda que
compõe a luz branca vai apresentar diferentes ângulos de refração ao incidir em um
material com índice de refração diferente do meio no qual a luz está se propagando,
por exemplo na mudança do ar para o vidro. O índice de refração está relacionado
com a intensidade do desvio sofrido pela luz. Como o índice de refração geralmente
é maior para um comprimento de onda menor, a luz violeta, por exemplo, ao mudar o
meio de propagação sofre um desvio na direção que vinha se propagando no meio

6


anterior, muito maior do que a luz vermelha quando passa, por exemplo, da água
para o ar.

Observação: Se os alunos ainda não foram apresentados ao conceito de dispersão, esta
é uma boa hora para fazer isso.

3. A luz branca é composta por uma combinação de cores de luz; já a vermelha pode ser
apenas uma cor de luz. A diferença entre as luzes monocromáticas azul e vermelha
está na frequência, já que sendo monocromáticas são constituídas de apenas uma cor
de luz, uma só frequência.
4. A superposição ocorre quando mais de um feixe de luz - incide em um mesmo lugar
do espaço. Esse fenômeno ocorre com todas as ondas. Quando juntamos as cores,
obteremos algo próximo do branco. Não vamos obter necessariamente um branco
“total”, pois tudo vai depender da intensidade de cada uma das cores.
5. Uma cor próxima da preta. Não vamos obter necessariamente o preto, pois tudo
depende da quantidade de cada pigmento de cada cor utilizado. A cor de pigmento é
a cor que não é absorvida pelo pigmento, já a cor da luz depende da frequência da
onda eletromagnética.
6. Vermelha, já que todas as cores brancas e vermelhas ficarão vermelhas e as demais
ficarão pretas.

7


Página 26

Aproveite essa oportunidade para discutir a utilização do diodo emissor de luz

(LED), agora presente até nas telas de aparelhos televisores. De uma maneira bem
simplista, é possível descrever o funcionamento do LED como um semicondutor que só
permite a passagem da corrente elétrica em uma única direção. Quando os elétrons
passam pelo LED, podem “cair” numa camada de energia mais baixa e, dependendo do
desnível, acabam emitindo na forma de luz a diferença de energia.

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SOMBRAS DE VÁRIAS CORES

Páginas 26 - 27
• A questão “Como surge o amarelo no experimento das sombras coloridas?” tem
como objetivo retomar o experimento e sensibilizar os alunos para a leitura do texto
que virá na sequência (Luz em nossos olhos). As respostas encontram-se ao longo do
mesmo.

Páginas 27 - 29

As questões têm como objetivo retomar o experimento e sensibilizar para o texto, de
modo que as respostas encontram-se ao longo do texto.

1. Em nossos olhos, especificamente na retina, há células sensíveis à luz: os cones e os
bastonetes. Os cones diferenciam luzes coloridas, enquanto os bastonetes são
ativados com baixas intensidades luminosas, estando assim associados à
discriminação de luminosidade.
2. A percepção das cores depende, então, de propriedades dos objetos e da luz que
incide sobre eles, bem como das características de funcionamento de nossos olhos,
de nosso sistema nervoso e de nosso cérebro.
3. A luz incide sobre um objeto, parte dela é refletida e, então, os cones e bastonetes
captam essa informação, que é interpretada pelo cérebro.
4. As cores percebidas são sempre o resultado da interpretação feita pelo cérebro de
informações provenientes dos três grupos de cones. Talvez aqui esteja a parte mais
interessante de tudo isso: esse é um processo neurofisiológico. Ou seja, as cores, de
certa maneira, só existem em nosso cérebro, por mais estranho que isso pareça. Isso
significa que, ao se tratar da percepção das cores, o cérebro tem um papel

9


importantíssimo em tudo que vemos. Com isso, é preciso deixar claro que a
percepção das cores depende, então, de propriedades dos objetos e da luz que incide
sobre eles, bem como das características de funcionamento de nossos olhos, de nosso
sistema nervoso e de nosso cérebro.

Página 30

Aqui o aluno vai pesquisar sobre o daltonismo, que, de maneira simplista, pode ser
dito como causado pela deficiência no funcionamento ou mesmo pela ausência de um
ou mais cones. Dessa forma, a percepção das cores pelo olho acontece de forma
incompleta, dificultando ou impedindo a diferenciação de certas cores.

10



QUAL LÂMPADA SE USA?

Qual lâmpada se usa?

Páginas 30 - 34

É possível entender que iluminar tomates com a lâmpada 4, com pico de emissão na
faixa do amarelo/laranja e pouca emissão na faixa do vermelho, por exemplo, poderia
desestimular sua venda. Essa lâmpada não vai realçar o vermelho do produto, porque
emite mais na faixa do amarelo, de modo que haverá uma enorme redução na luz
refletida pelos tomates, podendo até fazê-los perder a aparência de frescos. Assim, as
lâmpadas 1 e 3, mais equilibradas, seriam as mais adequadas, pois elas emitem com
intensidade desde o amarelo até o vermelho. Na iluminação da manteiga, as duas mais
adequadas para realçar fortemente a cor amarela seriam as lâmpadas 2 e 4, pois têm pico
de intensidade no amarelo-laranja. Na iluminação da alface, nenhuma das lâmpadas
apresentadas seria ideal, pois não há uma que emita o verde com muito mais intensidade
que as demais cores. Entretanto, a mais adequada entre as apresentadas seria a lâmpada
5, pois a cor verde é intensa e a emissão do vermelho é razoavelmente baixa. Com
relação à cor da peça de roupa, uma hipótese razoável é que a loja esteja utilizando a
lâmpada 1, que tem o verde pouco intenso e um pico no azul. E, em sua casa, a
iluminação pode estar sendo realizada pela lâmpada 3, na qual o verde é mais intenso e,
embora ela tenha pico no azul, essa cor é menos intensa que a da lâmpada 1.

Página 35
1. O olho humano possui células chamadas cones. Os cones são divididos em três tipos,
cada um especializado em enxergar uma cor primária em particular (Vermelho,
Verde e Azul). Dessa forma, podemos escolher melhor a iluminação, de modo a
favorecer que o olho capte melhor as cores que queremos destacar.

11


2 e 3. A adequação das lâmpadas está relacionada com o seu espectro de emissão.
Então, faça-os comparar as frequências de pico na emissão das lâmpadas com a
curva de reflexão dos produtos. É possível entender que iluminar tomates com a
lâmpada 4, com pico de emissão na faixa do amarelo/laranja e pouca emissão na
faixa do vermelho, por exemplo, poderia desestimular sua venda. Essa lâmpada não
vai realçar o vermelho do produto, porque emite mais na faixa do amarelo, de modo
que haverá uma enorme redução na luz refletida pelos tomates, podendo até fazê-los
perder a aparência de frescos.
4. Dependendo da escolha das lâmpadas, as cores dos produtos podem parecer
diferentes do que se fossem iluminadas por fontes mais usuais, como lâmpadas
incandescentes ou fluorescentes ou, ainda, pela luz do Sol. Dessa forma, pode-se
criar ilusões de óptica com a intenção de enganar os consumidores. Professor,
procure discutir esse tema mostrando que a iluminação pode valorizar um produto ou
criar uma imagem que engana os sentidos, configurando assim um problema ético.

Página 35

Aqui é interessante aprofundar os fenômenos de interferência construtiva, destrutiva
e de sobreposição.

12



FAZENDO ONDA… BLOQUEANDO ONDA

Páginas 37 - 38

As questões têm como objetivo principal o levantamento de hipóteses pelos alunos.
A primeira questão está relacionada com a detecção da onda pelo rádio na produção das
ondas como consequência das cargas em movimento. A segunda permite que o aluno
reflita sobre a geração de ondas eletromagnéticas no experimento. Já a terceira visa
explorar através do universo dos alunos a aplicação de ideias e conceitos relacionados a
ondas eletromagnéticas

Páginas 39 - 40

O objetivo principal dessas questões é fazer com que os alunos trabalhem a criação
de hipóteses. Na primeira questão é importante perceber que o celular do amigo é o que
está recebendo a onda eletromagnética. Na segunda e terceira, a ideia é fazê-los
perceber que a onda não chega até o equipamento, pois está sendo bloqueada. Na quarta
questão o objetivo é trazer essas discussões para o universo do aluno. Na quinta
questão, os alunos vão sistematizar o que foi aprendido.

Páginas 40 - 41
1. Quando qualquer partícula carregada se move, seu campo a acompanha, pois ele não
pode ser separado de sua carga.
2. A onda eletromagnética é produzida quando um campo varia; por exemplo, com uma
carga sendo acelerada.

13


3. A luz é uma onda eletromagnética que, diferentemente das ondas de rádio, é passível
de ser captada por nossos olhos; portanto, toda luz é uma onda eletromagnética, mas
nem toda onda eletromagnética é visível.
4. O princípio fundamental é que os elétrons que fazem parte de um material condutor,
ao interagirem com uma onda eletromagnética, passem a gerar uma nova
configuração de seus campos eletromagnéticos, que acaba por minimizar ou mesmo
anular a onda que fluiria pelo metal. Dessa forma, uma superfície condutora funciona
como uma blindagem às ondas eletromagnéticas.
5. A Gaiola de Faraday faz com que uma onda eletromagnética não consiga penetrar em
seu interior, pelas razões acima expostas. Dessa forma ela é capaz de blindar a
recepção de uma onda transmitida. Pela mesma razão, se a transmissão for realizada
de dentro de uma gaiola de Faraday, ela não conseguirá atravessá-la para ser captada
fora de seus limites.
6 e 7. Para o experimento funcionar é preciso que o material seja condutor (Gaiola de
Faraday).

Página 41

A ideia aqui é mostrar que a Gaiola de Faraday serve como um para-raios.
Instalando-se objetos metálicos pontiagudos no telhado das edificações e ligando-os à
uma rede de cabos, que estão do lado externo dos prédios, o aparato funciona como uma
Gaiola de Faraday. Essa Gaiola garante que o raio passe pelos contornos da casa,
“isolando” seu interior. Para que as cargas elétricas do raio possam ser atraídas, utiliza-
se objetos pontiagudos e, para que possam ser escoadas, liga-se a rede de cabos à Terra.
Tudo se passa como no caso do celular envolto com papel-alumínio. No caso dos
carros, que são feitos de materiais condutores, ocorre o mesmo processo.

14



O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Página 42

O objetivo das questões do roteiro é explorar as hipóteses dos alunos, conforme
orientação do Caderno do Professor.

Páginas 43 - 45
1. Em todos os casos é usada uma onda senoidal de frequência definida para a
transmissão das informações. A diferença está em como essa informação será
“colocada” na onda: pode ser modulada na amplitude (AM, VHF e UHF) ou na
frequência da onda (FM). Outra diferença está no valor da frequência da onda: muito
alta (VHF) ou ultra-alta (UHF).
2. Ambos funcionam a partir da transmissão de ondas eletromagnéticas. Dessa maneira,
um celular é simplesmente um rádio mais sofisticado, já que possui um transmissor e
um receptor que podem funcionar simultaneamente. Ele capta centenas de
frequências diferentes e pode, automaticamente, mudar de uma para outra.
3. O violeta tem a maior frequência e, logo, a maior energia; já o vermelho tem a menor
frequência e, consequentemente, a menor energia.
4. Para a velocidade constante, a fórmula nos mostra que frequência e comprimento de
onda são inversamente proporcionais; portanto, quanto maior o comprimento de
onda, menor será a frequência. Sendo a frequência diretamente proporcional à
energia, temos que energia e comprimento de onda serão inversamente
proporcionais, ou seja, quanto maior o comprimento de onda menor a energia e vice-
versa. Portanto, o infravermelho, com maior comprimento de onda, tem a menor
energia; já o ultravioleta tem mais energia.
5. Vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

15


Página 45
a) E = h . f onde h é a constante de Planck e vale h = 6,6 ×10-34 J . s.
b) Micro-ondas (108 a 1011 Hz), raio X (1017 a 1020 Hz) e raio γ (1018 a 1024 Hz). Para
encontrar a energia, basta aplicar a fórmula do item, a.

16



EVOLUINDO CADA VEZ MAIS ...

Páginas 46 - 47

Nesta Situação de Aprendizagem, as questões são pessoais e têm como objetivo a
formação do pensamento crítico e reflexivo, bem como o exercício da cidadania.

Página 48

As respostas para as questões 1, 2 e 3 são pessoais e devem, portanto, ser bastante
diferentes. O objetivo aqui é fazer com que os alunos percebam a importância do uso
consciente das tecnologias, discutindo assim seus benefícios e prejuízos. Além disso,
visando à necessidade de trabalhar a alfabetização científica, é preciso que os alunos
percebam a importância de compreender diferentes aspectos relacionados ao
conhecimento científico, permitindo assim que possam exercer sua cidadania por meio
de uma postura crítica e reflexiva diante dos diferentes discursos apresentados por
políticos, pelo governo e por diferentes meios de comunicação. A primeira questão trata
da necessidade de investimento em ciências de base como caminho para o crescimento
científico e tecnológico de uma nação. A segunda diz respeito à importância do
desenvolvimento de conhecimentos para a humanidade. A última versa sobre a
alfabetização tecnológica e o acesso aos conhecimentos científicos.

17


Página 48

Professor, nesta etapa final, os alunos deverão escrever um texto argumentativo
apresentando os prós e contras do desenvolvimento científico e tecnológico. É preciso
então que eles juntem o que foi discutido e trabalhado nas últimas aulas com
informações relevantes sobre o tema e com suas próprias opiniões. A ideia é fazer com
que eles reflitam sobre a necessidade ou não de haver investimentos em ciências e na
educação científica no Brasil. Assim, perceba que você deve incentivá-los a realizar
uma pesquisa sobre o tema em diferentes jornais, o que irá ajudá-los a obter
informações para abalizar suas opiniões.

18

2010 volume4 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito

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