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Orientador: Prof. Dr. Marcelo Oliveira da Costa Pires Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, Santo André, 2020. A magnitude da Física Moderna para a sociedade atual é um fato axiomático. Para tanto, a escola precisa revisar seu currículo atual, capacitar seus professores em modernas metodologias de aprendizagem e apresentar novas perspectivas científicas para os alunos. No presente trabalho, o objetivo foi desenvolver um produto educacional no ensino de Física Moderna para alunos da terceira série do Ensino Médio. O tema da Física Moderna para o produto educacional foi a interação radiaçãomatéria na perspectiva do efeito fotoelétrico. O produto educacional foi composto por um conjunto de aulas baseadas na metodologia humanista conhecida como Momentos Pedagógicos e apoiadas por um conjunto de experimentos, vídeos e simulações. Nessas aulas foi tratado o efeito fotoelétrico e, nessas experiências, foram levados em consideração a interação radiação-matéria para que os alunos determinassem a constante de Planck por si mesmos. Foi usado questionários qualitativos e quantitativos para medir a eficiência do produto no processo da aprendizagem significativa sobre conceito abordado. The importance of modern physics for present society is an axiomatic fact. Therefore, the school must review its current curriculum, empowering the teachers to modern learning methodologies and presenting new science perspectives for students. In the present work, one developed an educational product in modern physics learning for third grade high school students. The modern physics theme for the educational product was the radiation-matter interaction in the perspective of photoelectric effect. The educational product was composed of a set of classes based on humanist methodology known as Three-pedagogical moments and supported by a set of experiments, videos and simulations. In these classes were treated the photoelectric effect and, in these experiments, were taking the radiation-matter interaction into account for students to determine the Planck constant by yourselves. The qualitative and quantitative questionnaires for measuring the product feedback denote a significant learning of the concept addressed.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Marcel Zago Botelho.pdf: 6878925 bytes, checksum: 22ad774a47cc0769a99676eb64ea10fe (MD5) Marcel Zago Botelho.pdf.jpg: 3401 bytes, checksum: 2e13d66eded5ce0245644489e795b21f (MD5) Previous issue date: 2009-03-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The aim of this study is to evaluate the attenuation properties of the nanocomposites in the energy range between 20 and 120 keV. In order to evaluate the efficiency of nanostructured materials in the attenuation of radiation the results will be compared to data obtained with the same material in the non-nanostructured form. The nanostructured materials are characterized by having a size of crystallites less than 100nm, and shows different properties with respect to conventional materials. The nanocomposites used in this study were produced through the aggregation of nanoparticles of copper oxide (CuO) and zinc oxide (ZnO) to beeswax. The concentration of nanoparticles in the composite was varied between 5% and 10%. For comparison purpose the copper oxide and zinc oxide in a non-aggregated nanoparticles were also agregated in a nonnanoparticulated form to beeswax in the same proportion as for nanostructured materials. Samples were produced with dimensions 10 cm x 10 cm and 2 mm in thicknesses. The attenuation properties of the samples produced were evaluated at high energy X-ray beams, emmited by a X-ray equipment used in conventional radiology, and the low energy x-ray beams are produced by a clinical mammography equipment. The air kerma values, for different material thicknesses, were measured with an ionization chamber for x-ray beam produced at 60 kV and 102 kV. Results shows that the attenuation provided by the copper oxide is slighly higher for the nanoestrured materials compared with for the non-nanoestrutured ones. In the case of the zinc oxide, the material in the non-nanometric form shows an increasing of the attenuation relative to the nanoparticulates ones. In the mammography energy range the study was carried out for beams generated at 22, 26 and 30 kV. It is observed that the copper oxide in nanometric structure attenuate at about 23% more radiation than the same material in the non-nanoparticulate form. In the case of the zinc oxide the attenuation is higher at about 7% for the material in the non-nanometric form. This study suggest that nanostructured materials show great potential for application in radiological protection, because it can be easily incorporated into different compounds allowing the development of new materials for use in radiological protection. Este estudo tem por objetivo determinar as propriedades de atenuação de nanocompósitos na faixa de energia entre 20 e 120 keV. Com o propósito de avaliar a eficiência dos materiais nanoestruturados na atenuação da radiação os resultados obtidos serão comparados aos dados obtidos com o mesmo material na forma não-nanoestruturada. Os materiais nanoestruturados são caracterizados por terem um tamanho de cristalito inferior a 100nm e apresentar propriedades diferenciadas em relação aos materiais convencionais. Os nanocompósitos utilizados neste trabalho foram obtidos a partir da agregação de nanopartículas de óxido de cobre (CuO) e óxido de zinco (ZnO) a cera de abelha alvejada. A concentração de nanopartículas nos compostos foi variada entre 5% e 10%. Para fins de comparação, o óxido de cobre e o óxido de zinco, na forma nãonanoparticulada também foram agregados na mesma proporção que os materiais nanoestruturados a cera de abelha alvejada. Foram produzidas amostras com dimensões 10 cm x 10 cm e 2 mm de espessura. As propriedades de atenuação destas amostras foram avaliadas em feixes de raios X produzidos por um equipamento de radiologia convencional, e por um equipamento clínico de mamografia. Na região de radiologia convencional foram realizadas medições de kerma no ar para diferentes espessuras de material para feixes de raios X gerados nas tensões de 60 e 102 kV. Os resultados obtidos mostraram uma leve tendência de maior atenuação da radiação pelo o óxido de cobre na forma nanométrica que o óxido de cobre na forma não-nanométrica. Observou-se uma tendência de maior atenuação pelo óxido de zinco na forma não-nanoparticulada. A atenuação da radiação para feixes de mamografia foi avaliada nas tensões de 22, 26 e 30 kV. Os dados obtidos mostraram que para o óxido de cobre na forma nanométrica a atenuação da radiação é maior em até 23% com relação às estruturas na forma não-nanométrica. Para o óxido de zinco a atenuação para o material não-nanométrico foi superior em até 7% relativo às estruturas na forma nanométrica. Os resultados obtidos neste trabalho sugerem que os materiais nanoestruturados mostram um grande potencial para aplicação em proteção radiológica, pois podem ser facilmente incorporados a diferentes compostos possibilitando o desenvolvimento de novos materiais.