“A CAIXA QUE TUDO INVERTE”

Neste trabalho iremos construir uma “caixa que tudo inverte” e aprender como a imagem de um objeto é formada. Para isso, devemos conhecer os princípios da óptica geométrica e compreender a propagação retilínea da luz.

    A LUZ EM LINHA RETA

  Segundo os princípios da óptica geométrica, os raios de luz em meio homogêneo e transparente se propagam em linha reta. Na “caixa que tudo inverte”, todos os raios de luz que são emitidos pelo objeto a ser projetado, passam através de um pequeno orifício e atinge o aparato no interior dela, formando uma imagem invertida como na figura abaixo.

              

                                                          Fonte: Portal feira de ciências

Agora, você pode perguntar: “por que ao atravessar o furo a imagem é invertida?” É uma boa pergunta!

Quando estão em contato com o ar, os raios de luz sempre são retos e se propagam para todas as direções ao mesmo tempo, só que quando apenas um furo permite a passagem da luz, os únicos raios que conseguem passar fazem a imagem ficar invertida.

 Afinal, os únicos raios de luz da parte de cima de uma vela que conseguem entrar através do buraco são os que vão na mesma direção do furo, só que para baixo. Já com a parte debaixo da vela, acontece o oposto, os raios que atravessam o orifício vão para a parte de cima da “caixa que tudo inverte”. Simples assim! Como vemos na imagem abaixo:

    Fonte: Portal feira de ciências

COMO FAZER?

De maneira bastante simples você pode construir uma “caixa que tudo inverte” e, se desejar, sair por aí tirando fotografias. Para isso você precisará reunir algumas coisas.

         Materiais necessário para fazer a “caixa que tudo inverte” 

·         1 Caixa de papelão;

·         1 Lupa;

·         Papel cartão preto ou similar;

·         1 Folha de papel vegetal

·         Tesoura, Pistola de cola quente, estilete, marcador permanente/caneta;

·         1 Régua;

PROCEDIMENTO:

     Primeiramente é necessário descobrir a distância focal da lente, ou seja a distância que ela precisa para focalizar um objeto no infinito. A melhor forma de descobrir a distância focal é focalizar a lupa contra uma superfície, o que fazemos subindo e descendo a lente sobre um papel até conseguirmos que a imagem do sol fique bem nítida, a menor possível. Daí com o auxílio de uma régua efetuamos a medição. Devemos ter cuidado, pois a concentração dos raios de sol gera muito calor, podendo inclusive queimar o papel! Esta distância chama- se distância focal, e em nossa caixa determina a distância entre a lente e o visor de papel vegetal, para que possamos ver as imagens distantes bem focalizadas.

Risque com o marcador/caneta e com o auxílio da régua um dos lados da caixa de papelão, 10 cm menor do que o diâmetro da folha de papel vegetal e depois cole a folha (Fig. 1).                          

                                      Fig.1- Fundo da câmara escura, acervo pessoal (2017).

  

No interior da caixa cole o papel cartão, para que o interior fique totalmente escuro; no lado oposto a folha de papel vegetal faça um furo do diâmetro da lente, em seguida enrole-a em papel cartão e cole no furo (Fig.2).

       Fig.2- Frente da câmara escura, acervo pessoal (2017).

COMO USAR “A CAIXA QUE TUDO INVERTE”?

Leve a caixa fechada com a tampa e direcione a parte da lupa para um objeto luminoso ou iluminado, vela, edifício, árvore, paisagem, etc. Olhando pelo furo do extremo oposto, observe se aparece alguma figura no papel vegetal (Fig.3).

                              Fig.3- Imagem invertida na câmara escura, acervo pessoal (2017).

      NÃO CONSIGO VER A IMAGEM, O QUE FAZER?

1-    Passo: Observe se a caixa está completamente fechada, evitando a entrada de luz por quaisquer rachaduras;

2-    Passo: Verifique se a lupa está devidamente fixada e apontada para a folha de papel vegetal, na qual será formada a imagem;

3-    Passo:  Aproxime ou afaste a lente do objeto focalizado, procurando uma posição na qual a imagem formada seja a melhor possível.

Pronto! está feita nossa “caixa que tudo inverte”, agora podemos sair fotografando tudo por aí!

APLICAÇÃO NA ESCOLA

 O incentivo a criatividade, à percepção, e principalmente fazer com que o aluno consiga ser autodidata, ser capaz de olhar para fora da “caixa” é a principal peça desse quebra-cabeça, fazendo com que o aluno comece a ser protagonista do seu aprendizado. O desenvolvimento do método, o raciocínio lógico e o incentivo da comunicação oral podem ser um dos conhecimentos agregados com o desenvolvimento de projeto de ciências. Como qualquer outra atividade de ensino-aprendizagem que envolve criatividade e investigação na busca de soluções para uma situação real, permitindo também que através dessa estratégia de ensino, os alunos possam promover a construção dos conceitos físicos pautados no desenvolvimento de projetos, que possam estabelecer a articulação entre os diferentes instrumentos científicos e tecnológicos produzidos na atualidade.

                   Fig.4- construção da câmara escura pelos alunos, acervo pessoal (2017).