A 13 de Dezembro de 2011, os alunos inscritos no horário da prof.ª Laura Pinto realizaram uma visita de estudo às exposições "A Física no Dia-a-Dia" e "Explora", patentes no Pavilhão do Conhecimento/Centro de Ciência Viva.
Pese embora a perda dos registos fotográficos da mesma, é de se notar qe os alunos gostaram muito da visita.
A exposição "A Física no Dia-a-Dia", baseada no livro homónino do grande divulgador e prof. de Ciências Físico-Químicas Rómulo de Carvalho, teve por objectivo explicar várias leis e princípios da física clássica através de objectos simples do quotidiano, organizados de acordo com as divisões de uma casa (quarto, sala, escritório, despensa, cozinha e jardim), servindo cada divisão para explorar as principais áreas da física clássica.
Assente numa grande interactividade, a exposição assumiu como ponto central a total ausência de computadores (ou outros aparelhos electrónicos complexos) e a simplicidade dos vários módulos apresentados.
Já a exposição "Explora", uma das exposições permamentes do pavilhão, é já um clássico dos museus/centros de divulgação de ciência de todo o mundo, tendo sido inicialmente concebida para o Exploratorium de S. Francisco (EUA). Os módulos da exposição encontram-se divididos por 5 áreas temáticas, intimamente relacionadas com a física, a saber:
Como trabalho de projecto no clube de ciências, durante o 1.º período, o aluno Pedro Reis (da turma 9.º/7.ª) estudou algumas das reacções químicas características dos grupos 1 e 2 da tabela periódica (TP): os metais alcalinos e alcalino-terrosos.
Muito reactivos, estes metais ardem com facilidade através de reacções de combustão com o O2(g) do ar, libertando-se no processo grandes quantidades de energia (geralmente na forma de luz e calor). As equações químicas dessas reacções são:
Grupo 1: 4M(s) + O2(g) --> 2M2O(s) + energia (M = Li, Na, K, ...)
Grupo 2: 2M(s) + O2(g) --> 2MO(s) + energia (M = Be, Mg, Ca, ...)
sendo as combustões dos primeiros muito mais energéticas que as dos segundos (no caso do cálcio, Ca, o calor libertado por uma simples lamparina de álcool é insuficiente para desencadear a reacção).
Estas reacções já tinham sido efectuadas nas sessões do clube do ano passado, todavia, neste ano lectivo, foi possível estudá-las com mais pormenor, bem como proceder a novos registos gráficos, como demonstra o seguinte vídeo da combustão do magnésio, Mg(s).
Outras combustões realizadas foram as do lítio, Li(s), e do potássio, K(s), ambos metais do grupo 1 da TP.
As combustões destes metaisforam também estudadas nas aulas de Físico-Química do 9.º ano, tendo-se utilizado nas aulas das turmas 9.º/2.ª, 5.ª e 6.ª o espectroscópio construído pelo aluno José Rafael Correia (ver aqui para mais detalhes), para observação das riscas espectrais emitidas pelos átomos desses elementos aquando das reacções de combustão.
As imagens abaixo correspondem aos espectros de emissão esperados para os metais estudados: lítio, sódio e magnésio [fonte: wikipédia em língua inglesa].
Fig.1: Espectro de emissão dos átomos de lítio, Li [grupo 1 da TP].
Fig.2: Espectro de emissão dos átomos de sódio, Na [grupo 1 da TP].
Fig.3: Espectro de emissão dos átomos de magnésio, Mg [grupo 2 da TP].
Dos três espectros, apenas a risca verde do Mg foi visível com o espectroscópio construído, dada a intensidade da luz emitida durante a respectiva combustão. As riscas dos restantes espectros não puderam ser inequivocmente identificadas/visualizadas, pelo que, no próximo ano lectivo, um dos materiais a adquirir para o clube será um espectroscópio de bolso (não artesanal).
As riscas visíveis em cada um dos espectros resultam das transições dos electrões de valência dos átomos em causa (1 electrão no caso dos metais alcalinos e 2 electrões no caso dos alcalino-terrosos) quando "descem a escada energética" dos estados de maior energia (estados excitados) para o estado fundamental (estado de menor energia possível). As cores das radiações emitidas nestas transições (por metais destes grupos e de muitos outros) são a base dos famosos "fogos-de-artifício".
Outra reacção estudada pelo aluno Pedro Reis (e também nas aulas de Físico-Química) foi a reactividade com a água dos metais dos grupos 1 e 2 da TP, sendo disso exemplo a seguinte fotografia da reacção do potássio, K(s):
As equações químicas dessas reacções são traduzidas pelos esquemas
Grupo 1: 2M(s) + 2H2O(l) --> 2MOH(aq) + H2(g) + energia (M = Li, Na, K, Rb, ...)
Grupo 2: M(s) + 2H2O(l) --> M(OH)2(aq) + H2(g) + energia (M = Mg, Ca, Ba, Sr, ...)
Tal como nas combustões, a reactividade dos metais do grupo 1 é muito maior que a dos metais do grupo 2, aumentando essa reactividade à medida que se desce em cada grupo (os electrões de valência vão ficando, em média, cada vez mais distantes dos núcleos dos respectivos átomos, sendo mais facilmente capturados pelas moléculas de água, H2O).
Este tipo de reacção é particularmente violenta com os metais do grupo 1, dada a extrema facilidade com que os átomos desses elementos perdem o seu único electrão de valência e rapidamente se formaH2(g), o combustível mais potente do Universo e um gás altamente inflamável, como demonstra o seguinte filme do desastre com o dirigível Hindenburg, ocorrido em 1937 aquando da sua aterragem em S. Francisco (EUA).
Em colaboração com o prof. José Madeira e a prof.ª Marta Albuquerque, coordenadora do Clube do Ambiente/Programa Eco-escolas da escola, e no âmbito do projecto do Clube de Ciências "Eficiência Energética e Poluição Luminosa" desenvolvido pelas alunas Joana Clemente, Mónica de Mendonça, Rute Kittler e Selma Carvalho (turma 9.º/5.ª), a 23 de Novembro, decorreu na sala H1 uma palestra dada pela investigadora Rosa Doran [presidente do Núcleo Interactivo de Astronomia - NUCLIO] sobre astronomia, poluição luminosa poupança energética.
A palestra (com boa adesão dos participantes) incluiu uma simulação do céu nocturno com poluição luminosa usando o programa STELLARIUM e uma parte prática envolvendo a construção de espectroscópios com recurso a materiais simples: tubos de cartão (como rolos de alumínio da cozinha, p. ex.), fita isolante opaca, pedaços de CD com a superfície coberta raspada e cartolina (ou cartão de caixas de cereais de pequeno-almoço).
As fotografias abaixo ilustram as actividades levadas a cabo durante a palestra.
Em resultado da palestra, dois espectroscópios foram construídos por alunos do clube: um pelo aluno José Rafael Correia (da turma 9.º/6.ª) e outro pelas alunas acima referidas (grupo "Brigada dos Watts"). Todavia, dos dois espectroscópios, apenas o primeiro foi devidamente finalizado e entregue ao professor do Clube de Ciências, tendo sido utilizado nas aulas de Físico-Química das turmas 9.º/2.ª, 5.ª e 6.ª para visualização de espectros de emissão do sódio, lítio e magnésio.
Utilizando fundos do Eixo 1 do PAPSE que tinham sobrado do ano lectivo anterior, em Outubro do 1.º período, procedeu-se ao reforço da biblioteca do Clube de Ciências pela aquisição dum conjunto de livros + DVD, com base numa lista elaborada pelo prof. Orlando Gonçalves. Os livros adquiridos para o clube, e que também são deixados como sugestão de leitura, foram os seguintes:
"Haja Luz! Uma História da Química Através de Tudo" (2011) de Jorge Calado. Instituto Superior Técnico. ISBN 978-972-846-985-6.
"A Teoria de Tudo: a Origem e o Destino do Universo" (2010) de Stephen W. Hawking, Colecção Ciência Aberta, n.º 186. Gradiva Publicações. ISBN 978-989-616-293-1.
"O Prisma e o Pêndulo: as 10 Mais Belas Experiências Científicas" (2006) de Robert P. Crease, Colecção Fórum da Ciência, n.º 63. Publicações Europa-América. ISBN 972-1-05648-0.
"A Ficção Científica de Al Gore (um Guia Céptico para 'Uma Verdade Inconveniente')" (2008) de Marlo Lewis, Jr. Editora Booknomics. ISBN 978-989-8020-22-2.
"Breve História do Saber: Passado, Presente e Futuro"(2008, 3.ª ed.) de Charles van Doren. Editora Caderno. ISBN 978-972-41-5012-3. Uma crítica ao livro escrita por Carlos Fiolhais, prof. catedrático da Universidade de Coimbra e reconhecido divulgador científico, pode ser lida aqui.
"Porque Não Congelam os Pinguins?" (2009, 2.ª ed.), Mick O'Hare (ed.). Editora Casa das Letras. ISBN 978-972-46-1813-5.
Além dos livros, foi também adquirido o DVD "Home: o Mundo É a Nossa Casa" (2009) de Yann Arthus. No total, o Clube de Ciências gastou 182,26 € com a aquisição do material anterior.
Recorrendo ainda aos fundos do Eixo 1 alocados ao Clube de Ciências, no 1.º período, também foi adquirido material didáctico à VIDEQ/Pierron Educação, parte dele necessário ao projecto "Construção de uma Câmara de Nevoeiro", que ficou apurado para a VI Mostra Nacional de Ciência. O material adquirido, num total de 178,44 €, consistiu em:
4 óculos de protecção incolores [para protecção dos alunos responsáveis pelo projecto da câmara de nevoeiro, aquando da manipulação do CO2(s)];
4 luvas de protecção térmica [para 'manipulação directa' do CO2(s) necessário ao arrefecimento da câmara de nevoeiro];
3 pegas isolantes em borracha [para o mesmo fim do material anterior];
2 redes de difracção, uma com 140 linhas/mm e outra com 600 linhas/mm [para observação da difracção da luz policromática e monocromática];
1 holograma;
1 tubo de Newton, em plástico [para observação da queda dos graves].
Após uma longa interrupção (os últimos meses foram extremamente preenchidos para os dois professores do clube de ciências), com este post, reinicia-se o processo de reportar, de forma cronológica e o mais completa possível, as várias actividades levadas a cabo pelo clube no presente ano lectivo.
Na continuação do post anterior, relacionado com o "estranho" comportamento quântico das partículas subatómicas, e porque nunca é demais salientar a importância da visualização dos conceitos abordados, fica aqui a hiperligação ao chamado Projecto Cassiopeia, um website (em inglês) dedicado ao ensino das ciências e à promoção da literacia científica pela disponibilziação de vídeos em alta definição sobre tópicos de várias ciências (física, química, biologia, etc.).
Financiado por um físico aposentado e empenhado em combater a crescente iliteracia cintífica nos EUA, o Projecto Cassiopeia tem como lema "não deixar nenhum prof. de ciências (ou aluno) para trás", procurando ajudar à compreensão dos conceitos científicos pela sua visualização.
O símbolo do Projecto é a constelação de Cassiopeia, pois que, uma vez descoberta, é a constelação que permite localizar facilmente todas as restantes constelações do hemisfério norte, actuando como uma espécie de "farol do conhecimento", tal como pretende ser o referido projecto.
Não obstante algumas opções discutíveis (como, p.ex., o significado das orbitais atómicas como mapas da existência dos electrões em torno do núcleo), o leque de vídeos disponíveis é de muito boa qualidade, quer científica, quer didáctica.
