A CONTRIBUIÇÃO DA NATUREZA NO PROCESSO DE ENSINO E APRENDIZAGEM DO ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. CASO DO CAMALEÃO.
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ALBERTO MARCOS HALAR - UNIVERSIDADE PEDAGÓGICA, DELEGAÇÃO DE GAZA (Faculdade de ciências Naturais e Matemática).
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ANABELA JÚLIO MULULE (Estudante do Curso de Licenciatura em ensino de Física) -Moçambique.
ARTIGO CIENTÍFICO NA ÁREA DE ENSINO DA FÍSICA
Introdução Espectroscopia é a parte da Física que estuda o espectro electromagnético que por sua vez vem sendo muito usado em ciências como a Física e a Química. A espectroscopia torna possível o estudo das característica dos materiais. Os átomos dos elementos ao serem aquecidos em uma chama ou quando submetidos a descargas elétricas emitem uma radiação característica que em determinados comprimentos de onda pode ser selectiva em relação ao olho humano. Esta radiação foi estudada exaustivamente no final do século XIX. “Quando observada através de um espectroscópio, esta radiação aparece como uma série de linhas de várias cores ou comprimentos de onda chamadas séries espectrais; as posições e intensidades dessas linhas são características de cada elemento’’. (Kepler de Souza Oliveira 2013) Os camaleões possuem em duas camadas sob a sua pele externa transparente células especializadas. Na camada superior estas células contêm pigmentos e são chamadas de cromatóforas. Abaixo das células cromatóforas estão as guanóforas, que contém uma substância cristalina e incolor (a guanina). Os guanóforos reflectem, entre outras, a cor da luz incidente criando deste modo uma sensação selectiva dos nossos olhos. De acordo com Salvetti (2004), o camaleão pode desempenhar um papel muito importante no ensino do espectro eletromagnético dada a capacidade que ele tem de mudar da sua cor, motivado pelas diferentes configurações do ambiente onde quer que ele se encontre. Aqui se assenta a contribuição da natureza no processo de ensino e aprendizagem do espectro eletromagnético, tomando naturalmente como base o camaleão. O ensino de ciências naturais vem sendo uma área muito problemática que os alunos apresentam para a sua aprendizagem, e a Física é tida pelos alunos como uma área, de conhecimentos, difícil de entender, pois exige um nível de raciocínio um pouco mais elevado e grande poder de abstração para o seu entendemento. A realidade prova que a natureza está repleta de muitos meios que se possam aproveitar para muitos fins, facto que infelizmente não ocorre. Pode-se por esta via notar que a natureza tende a apoiar o homen no desenvolvimento do processo de ensino
e aprendizagem mas este pura e simplesmente não abre a sua mão para receber este apoio.Não sabe aproveitar tudo de bom que está muito perto da sua convivência diária. Neste contexto, o presente trabalho busca respostas às seguintes questões: Até que ponto o camaleão, dada a sua capacidade de mudar de cor, pode contribuir na percepção dos conhecimentos da espectroscopia? Como é que se pode interligar esta magia do camaleão, com o processo de ensino e aprendizagem da espectroscopia? Objectivos do trabalho O estudo visa de uma forma geral identificar a contribuição da natureza no ensino da espectroscopia tomando como base o camaleão, dada acapacidade que este possui de se camfular. Especificamente o estudo visa por um lado avaliar o comportamento do camaleão ao se aproximar dos objectos de diferentes cores e por outro lado identificar as cores do espectro eletromagnético que o camaleão pode refletir. O estudo de fenômenos da natureza e das leis que os regem, desperta o interesse da sociedade. Pode-se perceber esse interesse, olhando para os jovens nas escolas ao tentar aprender ou explicar, o surgimento da cor na natureza. Durante o processo de leccionação das aulas alguns professores excluem a experimentação e a observação alegando falta de tempo ou mesmo de condições materiais para aplicá-las. Para superar essa falta de condições e aproveitar a afinidade que os jovens têm com a natureza, pretende-se, por meio deste trabalho trazer o camaleão como recurso didáctico básico nas aulas de espectroscopia. Para criar um recurso didáctico que possibilite ao professor ministrar com o auxilio da experimentação e/ou observação. O tema é actual e relevante. Sua actualidade reside no facto de que este é dos muito poucos estudos desenvolvidos neste campo e concorre para um despertar de um mundo moderno com relação ao assunto em abordagem. Sua relevância subsiste, na medida em que pode estimular, á comunidade acadêmica, o espírito de investigação de outras formas didácticas que concorram para aprendizagem significativa da Física. Análise descritiva e conceptual do Camaleão O camaleão é um réptil muito conhecido, da família dos lagartos. Segungo Twardowski, quando adulto e dependendo da espécie o camaleão tem um peso que pode variar entre 1 e 3 quilos podendo seu comprimento variar em média entre 40 e 60 cm. O camaleão tem uma alta capacidade de camuflagem, como uma forma de sobrevivência no ambiente onde se encontra (Salvetti 2004). para assustar seus inimigos o camaleão toma as cores mais quentes.
Este animal é considerado como sendo de hábitos diurnos, dado que ele desenvolve um pouco de suas actividades de dia reservando as noites para o descanso. Por um longo período o camaleão é solitário. Os machos buscam as fêmeas apenas na época do acasalamento. Normalmente os machos possuem um comportamento muito agressivo, inclusive com outros animais da mesma espécie, referiu um elemento da comunidade por nós inquirido. Os Camaleões podem ser encontrados geralmente em África, Madagáscar e sul do Saara. Algumas espécies também são encontradas na europa e na Índia. Seu habitat é muito variado (savanas, florestas tropicais, montanhas, estepes e até desertos). Preferencialmente vivem em árvores, arbustos e sob folhas secas. Sua pele é coberta por uma camada de queratina. Como alguns animais no caso de cobras, ao crescer, o camaleão precisa trocar de pele. Nas suas condições normais, este animal possui uma cor que depende da espécie, varia ndo do marrom ao verde. Algumas espécies são listradas. O camaleão usa uma técnica que lhe é um recurso muito importante para despistar os predadores. Esta técnica designa se mimetismo, ou simplesmente mudança de cor tomando a cor da vegetação onde se encontra .
Figura 1: camaleão noutro meio ambiente
Um camaleão possui em condições normais dois olhos muito flexíveis, podendo movê-los para lados e alcances diferentes simultaneamente. Quanto a alimentação,
o camaleão busca preferenciamente insectos tais como moscas, joaninhas,
mariposas, pequenos besouros e gafanhotos. De acordo com Salvetti ( 2004), para conseguirem tais insectos os camaleões recorrem a sua língua comprida, elástica e pegajosa. Uma técnica que eles usam para não dispertar tanto os predadores quanto as suas presas é efectivamente um movimento muito lento. Como é que funciona o sistema de camuflagem do camaleão? O camaleão é capaz de trocar de cor porque pode controlar a concentração de pigmento (melanina) das células da pele. A cada concentração corresponde uma cor ou um conjunto de cores e tonalidades. Ao contrário do que se pensa, o camaleão não troca de cor para se confundir com o meio ambiente e fugir de inimigos.
A mudança de cor é determinada por factores como luz e temperatura ou por emoções como o medo, podendo no entanto favorecer sim a fuga dos seus inimigos. Portanto, o camaleão confunde se dos inimigos porque muda e não o contrário. A mudança de cor tem um papel importante na comunicação durante lutas entre camaleões: as cores indicam
se
o
oponente
está
assustado
ou
furioso.
Acidentalmente, a mudança de cor pode ajudar na camuflagem do animal, embora esta não seja uma ocorrência frequente, e sim ocasional. Os camaleões possuem células especializadas em duas camadas sob a sua pele externa transparente. As células na camada superior, chamadas de cromatóforas, contém pigmentos amarelos e vermelhos. Abaixo das células cromatóforas há outra camada e células: as guanóforas, que contém uma substância cristalina e incolor (a guanina). Os guanóforos refletem, entre outras, a cor azul da luz incidente.
Figura 2: camaleão em processo demudança de
Se a camada superior de cromatóforas for amarela, a luz refletida secor torna verde (azul + amarelo). Um argumento de ( Twardowski ,sd) aponta que uma camada de pigmento escuro (melanina) contendo melanóforos está situada ainda mais profundamente, abaixo das guanóforas refletoras de luz azul e branca. Estes melanóforos influenciam o brilho e a claridade da luz reflectida. Todas essas diferentes células pigmentares podem relocar seus pigmentos, influenciando assim a cor da luz que é refletida. Como e para quê buscar materialmente um camaleão? Com vista a garantirmos um estudo efectivo e permanente do animal, antes da caça construimo-lo uma gaiola de vidros transparentes. Quando esta ficou pronta, começou o trabalho de caça do animal que só surtiu efeitos positivos duas semanas mais tarde. Metêmo –lo na gaiola e fomos realizando as nossas experiências que consistiram na colocação de muitos objectos de cores diferentes, sendo um de cada vez. O que se foi notando é que de cada vez que iamos colocando um novo objecto, o animal mudava de cor tomando a do novo objecto. Mas quando pusemos a disposição um objecto preto, o nosso fedback não nos foi satisfatório, ou seja, o camaleão não refletiu cor alguma que fosse igual a do objecto. Levamos de seguida o camaleão para o seu habitante natural, obviamente nas árvores e fizemos uma séria de observações e ai notamos que de cada vez que ele fosse a entrar numa nova cor tendia a tomar esta nova, como documentam as figuras abaixo. Como pretendiamos ter uma informação completa do animal, preparamos uns questionários para a comunidade e também para os estudantes. Notamos a avaliar pela informação colhida na comunidade conjugada com a das escrituras que os mais informados sobre o camaleão são os velhos que nos prestaram as seguintes informações: O camaleão reveste se de uma total importância. Ele é usado para curar micoses através de mudança das cores, asma juntando toce do asmático com
algum remédio tradicional onde o camaleão tem, claro, uma grande contribuição. Nossas fontes revelaram ainda que o camaleão pode ser ainda usado para questões de ´´feitaria´´ ligadas com os serviços. Pode se transitar de um escalão de chefia para o outro mediante a aplicação desta magia de mudança de cor do camaleão. O verde é uma faixa do espectro eletromagnético caracterizada por possuir uma freqüência f na ordem de (6,10- 5,20)x1014Hz e um comprimento de onda
na ordem de (4,92- 5,77)x10-7m. Através
de uma célula cromatófora que o camaleão têm com pigmentos de várias cores, de toda a luz incidente, o camaleão refletiu a cor verde que neste caso corresponde a cor do lenço usado. Fig 3
Figura 3: mudança de cor do camaleão para verde
KASSATKIN (1980) afirma que o cérebro do camaleão recebe a luz que incide na retina, compara – a com a luz refletida no ambiente e libera hormônios para as células da pele, fazendo com que elas assumam a cor do ambiente em segundos. É ssumindo
esta particularidade, que o camaleão é considerado um bicho específico.
A
experimentação com o lenço de cor verde, possibilitou –nos a recolha de bons resultados. O amarelo é uma faixa do espectro eletromagnético caracterizado por possuir uma freqüência f na ordem de (5,205,03)x1014Hz e um comprimento de onda
na ordem de (5,77- 5,97)x10-7m.
Olhando para o espectro eletromagnético, entende se que os Estudantes sabem do senso comum apenas que o camaleão tem uma capacidade de refletir todas as cores do espectro eletromagnético e não sabem dizer como tal se pode processar. O nosso experimento neste caso consistiu da colocação de um lenço de cor amarela que tapou toda a gaiola onde se encontrava o camaleão. Eis que este também produziu os resultados experados. O camaleão tomou a cor amarela. Fig 4. Figura 4: mudança de verde para a o amarelo Durante a mudança dos lenços observou-se que o camaleão é capaz de reflectir as as cores que nele incidem menos o preto dadas as suas particularidades. Depois da reflexão da cor amarela tapou-se o camaleão completamente com o lenço preto e não ouve mudança alguma de cor. Pois o preto absorve toda radiação sem a reflexão da luz encidente. Como ele absorve toda a radiação, se for a roupa a tendência é de aquecer por ele não reflectir a radiação absorvida. O camaleão também contém o mesmo comportamento por ter uma célula transparente que o ajuda a visualizar todas as cores. A figura 5 embora não com maior clarevidência mostra
este cenário. Colocou se um pano preto sobre a gaiola e notou se infelismente que o camaleão não conseguiu refletir o preto. Absorção das outras cores da luz incidente e reflexão do verde e do amarelo mediante a colocação de lenços daquelas cores ocorreu sem problemas. O preto é ou não é cor? Foi naturalmente uma questão polémica mas que ao menos buscou resposta a partir de uma experiência simples realizada
Fig5: Com um pano preto não houve mudança de cor
com um pano de fundo preto. Fig5. Depois que o camaleão refletiu a cor amarela tapou-se a gaiola com o lenço preto e não ouve mudança alguma de cor. Isto significou para nós que o corpo absorveu toda a radiação que sobre ele incidiu e nada reflectiu que estivesse na faixa corada do espectro electromagnético, como tal ficou clara a demonstracão de que o preto significa ausência de luz e por conseguinte o camaleão nada podia reflectir que nos fosse dado por cor. A demais, cor é uma sensibilidade selectiva da luz na nossa vista. Para o caso do preto na nossa experiência isto não ocorreu porque este havia absorvido toda a radiação que sobre ele incidira e não reflectira algo que na nossa vista fosse selectivo e sensível. Um corpo completamente preto, porta se como um corpo negro que tem un índice de absorvidade máximo e de reflectividade nulo. Os pigmentos de cor vermelha do camaleão ficam espalhados no seu cromatóforo dependendo da luminosidade para facilitar a absorção e reflexão da cor vermelha. Embora o camaleão possua cromatóforos com pigmentos de várias cores, este não reflecte todas as cores em simultâneo. Neste caso concreto foi nos vivível na pele do camaleão dado ser a única que suas células reflectiram. Fig 6.
Figura 6: mudança de cor para o vermelho
O vermelho é uma faixa do espectro eletromagnético caracterizado por possuir uma freqüência f na ordem de (4,823,84)x1014Hz e um comprimento de onda
na ordem de (6,22-7,80)x10-7m.
Como não podiamos tirar conclusão alguma sem pelo menos completarmos as cores da zona vivível do espectro electromagnético, realizamos a nossa experiência com um pano de fundo azul. E como o camaleão muda de cor por ter cromatóforos, célula que armazena tons de cores diferentes, e por possuir células especializadas em duas camadas sob a sua pele externa transparente, era mesmo de esperar que ele podesse torar aquela cor. Como tal o camaleão conseguiu reflectir a cor azul. Como ele muda de cor acidentalmente foi
difícil conseguir uma boa visibilidade desta cor em todo o corpo do camaleão, fig 7. Mas também avançamos de uma forma hipotética que tenha faltado muita concentração porque parte deste. O azul é uma faixa do espectro eletromagnético caracterizado por possuir uma freqüência f na ordem de (6,59- 6,10)x1014Hz e um comprimento de onda
na ordem de (4,55-4,92)x10-7m. O camaleão muda de cor facilmente no dia de boa luminosidade. Figura 7: mudança de cor para o azul O desafio continuou. Agora tomamos um pano de fundo alaranjado e realizamos a nossa experiência. Os pigmentos de cor alaranjada ficam espalhados nos cromatóforos do camaleão, com base nisso, da luz absorvida o camaleão conseguiu reflectir a luz
o feixe alaranjado, fig 8. O
alaranjado é uma faixa do espectro eletromagnético caracterizado por possuir uma freqüência f na ordem de (5,03-4,82) x1014Hz e um comprimento de onda
na
ordem de (5,97-6,22)x10-7m. Figura 8: mudança de cor para alaranjada Como é que o camaleão consegue mudar de cor? O camaleãoconsegue controlar a movimentação de pigmentos que dão cores às células de sua pele. Assim à semelhança de outros animais (rãs, polvos, lulas, vários insetos), o camaleão possui a capacidade de imitar a cor do ambiente para se confundir com ele. Os “cromatóforos”, células que armazenam tons de verde, rosa, narrom, azul, amarelo facilitam esta operação. Estas células ficam abaixo da pele transparente do réptil. É pela abertura e fechamento dessas estruturas, e a forma como a luz é reflectida nelas que a cor dos camaleões muda. Para Twardowski (1990), os tons variam pela temperatura, luminosidade, saúde e até o “humor” do bicho. O camaleão pode facilmente mudar de cor para cores das folhas duma árvore, fig 9 porque é o lugar onde ele habita mas para que a mudança
ocorra
facilmente
é
preciso
que
haja
a
luminosidade. Essa característica de camuflagem tem diversas funções e varia de acordo com o camaleão e com o meio no qual ele vive. No caso do camaleão, a mudança de cor pode ser uma estratégia de caça ou de defesa. Márcia e Fig 9. Adaptação do camaleão às cores da folhagem
Anabela são de opinião de que ao assumir a cor do local onde se encontra . Neste caso sua camuflagem pode favorecer a captura de insetos com sua longa língua ou a fuga de seus predadores . "Dependendo da espécie de camaleão, as cores que ele pode assumir variam muito, como tons de verde, rosa, azul, amarelo, vermelho, marrom ", defende a Bióloga Maria Aparecida Visconti, da Universidade de São Paulo. A figura 10 abaixo corresponde ao comportamento do animal num ambiente diferente do da fig 9. Mas onde estaria o segredo básico deste animal? Nossa pesquisa permitiu saber que as células com pigmentos são o segredo básico desta série animal.
Figura 10: camaleão noutro meio ambiente. Qual é neste contexto a importância do camaleão na explicação do espectro eletromagnético O nosso estudo, a medida que ia avançando, ia formulando sempre questões emergentes, como por exemplo; Como contribuição da natureza, e dada a capacidade que tem de mudar de cor, não será o camaleão útil para a explicação do espectro electromagnético? O camaleão pode ajudar na visualização das sete cores do espectro eletromagnético embora tal não ocorra de uma forma simultânea e embora tal ocorrência seja ocasional. É claro, em todo um processo há sempre dificuldades. O camaleão consegue detectar a absorção e a emissão de radiação de acordo com espectro eletromagnético. As cores no camaleão tanto no espectro eletromagnético são obtidas pela dispersão das ondas de luz de uma fonte em seus diferentes comprimentos e freqüência de onda. Durante o inquérito dos estudantes entendeu-se que o camaleão revestia se de uma importância vital na mudança das cores para o espectro eletromagnético porque nos ajuda a visualizar todas as sete cores que lá existem. De acordo com a frequência e comprimento de onda das ondas eletromagnéticas pode-se definir um espectro com várias zonas (podendo haver alguma sobreposição entre elas). A zona visível do espectro electromagnético contém 7 faixas coradas, distribuidas segundo as frequências e comprimentos de
onda: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta, como mostra a figura 11 de espectro eletromagnético baixo: Pelos resultados desta pesquisa, fica evidente que pode se encontrar um paralelismo na explicação do espectro com recurso a espectrômetros ou a outros recursos didácticos em que o camaleão é parte integrante. presente
estudo
a
avaliar
No pelas
contribuções que os nossos inquiridos
Figura 11: Zona visível do Espectro electromagnético.
iam fornecendo conseguimos apontar algumas vantangens deste lindo animal. O camaleão ajuda a comunidade na cura de algumas doenças como é o caso de micoses e asma. Ajuda igualmente na ascessão a novos cargos de chefia; quer dizer que para uma pessoa que pretenda mudar de escalão no seu sector laboral, pode-se fazer o tratamento correspondente com o camaleão. Este facto surpersticioso tem lugar sobre tudo em elementos do interior onde esta prática é devidamente conhecida. A idéia nas pessoas visadas é que mesmo que estes elementos não sejam competentes o suficiente, ascendam a escalões maiores. Sendo claro que onde há vantagens há também fica claro então que o camaleão tem também algumas desvantages. Ele é usado para efeitos de feitiço fazendo nalgumas vezes com que certas pessoas bem posicionadas na vida conheçam um retrocesso e muitas das vezes sem a devida explicação. Este facto pode ser revertido caso a pessoa faça um tratamento com o camaleão por forma a permitir que a mudança de cor lhe consiga levar de voltaá posição inicial. O camaleão é um animal muito perigoso quando provocado porque com a saliva gerar uma ferida difícil de curar. 5.0.Conclusão Em relação a presente pesquisa conclui-se que: O camaleão desempenha uma função muito importante na medida em que concorre para a cura de algumas doenças na comunidade e não só; Toma todas as sete cores do espectro eletromagnético facilitado por algumas células que este contém na sua constituição, facto que pode implicar o seu uso como recurso didáctico para o ensino da espectroscopia.
Não é a fuga de seus predadores ou a necessidade de se alimentar que faz com que o camaleão mude de cor . O certo é que ele foge dos predadores e consegue melhor caçar porque muda de cor, acto por sinal involutário. 7.0 Referências Bibliográficas
DE CICCO, Lúcia Helena Salvetti. Saúde Animal: Camaleão. Acessado em 26 de Dezembro de 2004;
RODRIGUES, Annamaria Barbosa. A Revista do Pará. Acessadoem26 de Dezembro de 2004;
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Fresnel, Louis L. maio de 2003. Sistemas eletrônicos de comunicações Terceira reimpressões edição México DF: Alfa Omega. Pp. 21 a 23. ISBN970-15-0641-3.
