Identificação de átomos por suas ondas, propriedades das ondas e interação com o corpo humano

A abordagem que eu escolhi foi “a experimentação como caminho pedagógico” onde se utiliza a abordagem investigativa. O problema e o experimento proposto é o teste da chama, onde os alunos devem buscar uma explicação para o porquê da chama de diferentes compostos inorgânicos, em especial sais, terem diferentes cores. Para tanto os alunos receberão diferentes sais metálicos e deverão registrar a cor da chama de cada um deles. Procedimento: - acender o bico de Bunsen. - colocar amostras de cada um dos sais na chama do bico de Bunsen observar a cor e anotar o resultado. Após repetir o procedimento para todos os sais disponíveis os alunos chegarão à uma tabela semelhante a seguinte: ver imagem 1 (referências) Vamos nos concentrar nos sete primeiros compostos desta tabela. Como podemos ver todos eles possuem o ânion cloreto, logo, sendo que o mesmo átomo não pode dar diferentes resultados no mesmo teste os alunos concluirão que os responsáveis pela coloração é o cátion metálico. O próximo passo é investigar o que torna a emissão de luz de cada átomo diferente. Essa investigação deve ser um pouco restrita, orientando os alunos a buscarem a resposta nos modelos atômicos. Isso levaria os alunos à uma compreensão maior desses modelos. Após eliminar os modelos de Dalton, Thomson e Rutherford os alunos se deparariam com o modelo de Bohr no qual consta o seguinte: No modelo de Bohr o átomo é composto por um núcleo central positivo e “orbitando” ao seu redor encontra-se o elétron. No entanto, o elétron só pode estar em níveis bem definidos chamadas órbitas, cada órbita possui uma certa quantidade de energia, quanto mais próxima do núcleo menor a energia e quanto mais distante maior a energia. Um elétron pode passar de um nível energético à outro contanto que absorva ou libere energia para ir para um nível mais energético ou voltar para um nível menos energético, respectivamente. A passagem de um elétron de um nível à outro é chamada de transição eletrônica e está representada na imagem 2. Um elétron sempre tende aos estados menos energéticos, ou seja, sempre voltará à órbita com menos energia. Assim o que acontece no teste da chama corresponde a transição eletrônica de cada átomo metálico. Imagine que o elétron do cátion metálico do sal encontra-se na órbita mais próxima do núcleo, como na figura acima. A chama corresponde à energia necessária para que o elétron passe para o nível com mais energia ou estado excitado. Como o elétron tende sempre ao estado de menor energia, assim que ele passar para o estado excitado emitirá energia para voltar ao nível anterior. A energia emitida é justamente a diferença que existe entre os dois níveis e essa diferença de energia é emitida em forma de luz com as diferentes cores observadas. Então o que faz com que um átomo emita luz diferente de outro é o modo como os seus níveis energético, a eletrosfera, está estruturada. Essa estrutura é tão característica de cada átomo que é possível identificá-los através de suas transições eletrônicas. O átomo é objeto de estudo tanto da Química quanto da Física, mas a partir desse ponto podemos estudar de modo interdisciplinar um fato que corresponde apenas à Física, as ondas. A energia que foi liberada pelo elétron em forma de luz é uma onda eletromagnética que não precisa de um meio para se propagar, ou seja, podem se propagar no vácuo. As ondas transmitem energia e possuem algumas propriedades básicas como comprimento de onda, frequência e período. O comprimento de uma onda é a distância entre dois pontos semelhantes e consecutivos na própria onda, que é comumente representada pela letra grega λ, assim como é representado na imagem 3. O tempo que uma onda leva para percorrer um comprimento de onda é chamado de período, T, e é dado em segundos. Por fim, o inverso do período é chamado de frequência (f) que mede o número de oscilações por segundo, sua unidade é o Hz (hertz). Assim, f= 1/T Observe na imagem 4 a seguir como a onda de cima tem mais oscilações que a onda de baixo quando comparados intervalos de tempo iguais, ou seja, a onda de cima tem maior frequência que a de baixo. As ondas também podem ser mecânicas, isto é, aquelas que precisam de meio para se propagar, seja líquido, sólido ou gasoso. A onda mecânica mais comum é a sonora. Os seres humanos e vários animais reconhecem os sons com o sentido da audição, que faculta a determinação da distância e localização da fonte sonora. O ouvido humano apenas consegue detectar sons com uma frequência entre 20 Hz a 20.000 Hz, porém o limite maior costuma diminuir com a idade. Acima e abaixo deste intervalo referido acima, apresentam-se o ultra e infra som. Os sons considerados “graves” são os sons com frequências mais baixas (vibrações lentas) e os sons considerados “agudos” são os sons com frequências mais elevadas (vibrações rápidas). As ondas são emitidas de uma fonte sonora qualquer e chegam até o nosso aparelho auditivo fazendo vibrar o tímpano, que por sua vez fará vibrar três minúsculos ossos chamados martelo, bigorna e estribo. Tais vibrações são passadas para a cóclea e viram impulsos nervosos que através do nervo auditivo são transmitidos ao cérebro. O ouvido divide-se em ouvido externo, médio e interno. Ouvido Externo: Formado pelo pavilhão e canal auditivo Ouvido Médio: local em que estão contidos 3 ossículos, martelo, bigorna e estribo. Esses ossos são responsáveis por levar as ondas de um meio com menor impedância, o ar, para um com maior impedância, líquido. Impedância e a capacidade de oferecer resistência a uma transferência. Ouvido Interno: É chamado também de labirinto. Fazem parte do labirinto a cóclea citada acima, vestíbulos, canais semicirculares (relacionados ao equilíbrio) dentre outros. Na imagem 5 temos uma representação do sistema auditivo.

Referência

http://clube-ciencia.blogspot.com.br/2013/09/teste-da-chama.html http://www.mundoeducacao.com/fisica/velocidade-comprimento-onda.htm https://anasoares1.wordpress.com/2011/01/31/som-e-caracteristicas-do-som... http://radaudiovisual.blogspot.com.br/2013/01/eu-ovo-e-tu-como-percebemo...