O experimento “curva de luz” do Laboratório Remoto de Física: uma proposta de atividade investigativa contextualizada epistemologicamente

Abstract

Neste trabalho apresentamos uma proposta de atividade experimental elaborada no contexto da disciplina Conceitos de Astronomia – AST929, do curso de licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá. A principal ideia da proposta é utilizar o método de obtenção da relação período-luminosidade de estrelas variáveis Cefeidas como um elemento contextualizador. Um experimento controlado remotamente e um programa para a análise dos dados foram construídos especificamente para a atividade. Para ilustrar os procedimentos de coleta de dados e também a análise feita com o programa, realizamos um ensaio experimental no qual foram coletados dados de vinte objetos. As curvas de luz foram analisadas e obteve-se o período de pulsação e a magnitude absoluta média em cada caso. Os coeficientes da relação período-luminosidade foram obtidos através do método χ-quadrado e os valores encontrados para os coeficientes foram A = −2.822 ± 0.035 e B = −1.410 ± 0.016. Esses valores concordam com a relação apresentada por Carrol & Ostlie [1], a qual foi utilizada como base para a programação do experimento remoto. Isso demonstra que o experimento é consistente internamente e simula o comportamento de uma Cefeida de maneira adequada, do ponto de vista didático. O recurso mostrou-se profícuo, pois os estudantes coletam, em segundos, dados que levariam dias para serem coletados com observações reais. Os estudantes que participaram da atividade o fizeram durante o primeiro semestre do curso e portanto tiveram pouco contato com as ferramentas matemáticas do Ensino Superior. Apesar disso, a atividade pôde ser realizada sem dificuldades.In this paper we present a proposal of an experimental activity which was elaborated in the context of the subject Concepts of Astronomy – AST929, in the Physics undergraduate course of the Federal University of Itajubá. The main idea is to utilize the method of obtaining the period-luminosity relationship as a contextualizing element. A remotely controlled experiment and a software for data analysis have been developed specifically for this activity. To illustrate both data acquisition and analysis, we performed an experiment in which we have acquired data from twenty objects. The light curves were analyzed in order to obtain the period and the magnitude in each case. The coefficients were determined through the χ-square method and the results we have found are A = −2.822± 0.035 and B=−1.410 ± 0.016, which are in agreement with those presented by Carrol & Ostlie [1]. This tells us that the experiment has internal consistency and simulates the behavior of a cepheid variable star properly, from the didactical perspective. The resource has been shown to be beneficial as the students were able to acquire, in a few seconds, data that would take days, maybe weeks to acquire through real observations. Students who have participated in the activity were in the first semester of the undergraduate course, therefore they have had only little contact with the mathematical tools in higher education. Nonetheless, the activity was carried out without major difficulties.