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Wave front distortion in optical components induced by thermal lensing may affect performance and stability of optical systems, such as high-power lasers. Despite of the problems, this effect is the base of several photo thermal techniques. The wave front distortions a result of complex photo elastic effects that characterize the degradation and propagation of the beam and its ability to be focused in spot so small as allowed by the wavelength used. A simple analytical solution for this induced optical path change is known only for low absorbing materials, with the assumption that the stresses obey either thin-disk or long-rod approximations. In this work, it is developed a generalized theoretical model for optical path change for all classes of absorbing materials, which is related to the temperature profile in a simple way . The modeling is based on the solution of the thermoelastic equation and provides time-dependent expressions for the temperature, surface displacement, and stresses for a semi transparent, isotropic and homogeneous material, subjected to an axially-symmetric thermal loads, regardless of the optical element thickness. In order to apply the theoretical model developed here to the design of the optical elements, it is simulated the optical path change for different optical glasses, allowing us to determine the correct thickness to apply the thin-disk and long-rod approximations. Using the optical path change expression, a new theoretical thermal lens model is presented, enabling the thermal lens technique to be applied in the study of solid materials regardless of the sample thickness. The theoretical model to the optical path change could have significant impact on designing laser systems and has direct application in photo thermal techniques, which correlate optical path change to thermal, optical, and mechanical properties of solid materials. A distorção da frente de onda em componentes ópticos induzido pelo efeito de lente térmica pode afetar a performance e estabilidade de sistemas ópticos, como lasers de alta potência. No entanto, apesar de problemas que esse efeito pode induzir em alguns sistemas, ele é a base de muitas técnicas foto térmicas. A distorção na frente de onda é resultado de um complexo efeito fotoelástico que caracteriza a degradação e propagação do feixe de laser e sua capacidade de ser focalizado em regiões tão pequenas quanto permitidas pelo comprimento de onda utilizado. Uma solução analítica simples para descrição destes efeitos somente é obtida para materiais fracamente absorvedores, assumindo que as componentes do stress obedecem as aproximações de amostra fina ou amostra grossa.Nesse trabalho, foi desenvolvido um modelo teórico generalizado para descrever a variação do caminho óptico relacionado com o perfil de temperatura para todas as classes de materiais absorvedores. A modelagem é baseada na solução da equação termo elástica e fornece a evolução temporal para temperatura, deformação superficial e para as componentes de stress independente da espessura do elemento óptico, considerando materiais semitransparentes, isotrópicos, homogêneos e sujeitos a uma carga térmica com simetria axial. Com a finalidade de aplicar o modelo aqui desenvolvido no design de sistemas laser,foi simulado a variação do caminho óptico para diferentes tipos de vidros ópticos, sendo possível também, determinar a espessura para a correta aplicação das aproximações de amostra fina e amostra grossa. Usando as expressões para a variação do caminho óptico foi possível desenvolver um novo modelo teórico para a técnica de lente térmica, habilitando sua aplicação no estudo de materiais sólidos independente da espessura. O modelo teórico para a variação do caminho óptico pode ter significante impacto no design de sistemas laser e tem aplicação direta em técnicas foto térmicas que relacionam a variação do caminho óptico com propriedades térmicas, ópticas e mecânicas de materiais sólidos. 110 f

In this work we presented an extension to Shen-Pedreira's model for thermal lens spectroscopy technique to study the dynamical processes of photochemical reaction. The aim of this work is show that the thermal lens spectroscopy could be used for the qualitative analysis of the photochemical reactions. In addition, we showed that the use of two different wavelengths for the excitation laser is a possible additional tool for determinate the presence of the photochemical reaction. We applied this dual-wavelength on/off excitation thermal lens approach to identify and quantify the photochemical behavior of the [Fe(TPTZ)2]+2 solution as a function the pH. We verify that the addition of chloride acid (HCl) in the solution reduced the activation barrier followed the Arrhenius correlation. Our results suggest that the dual-wavelength on-off Thermal lens technique may be contributed to the understanding of dynamics photo induced processes in complexes reaction. Neste trabalho apresentamos uma extensão do modelo de Shen-Pedreira para a técnica de espectroscopia de lente térmica aplicada no estudo da dinâmica de processos reação fotoquímica. O objetivo deste trabalho é mostrar que a espectroscopia de lente térmica pode ser usado para a análise qualitativa das reações fotoquímicas. Além disso, mostramos que a utilização de dois diferentes comprimentos de onda para o laser de excitação é uma possível ferramenta adicional para determinar a presença da reação fotoquímica. Nós aplicamos esta abordagem usando transientes "on-off" com dois comprimento de onda para identificar e quantificar o comportamento fotoquímico da solução de [Fe (TPTZ)2]+2 em função do pH. Verificamos que a adição de ácido clorídrico (HCl) na solução reduziu a barreira de ativação seguindo a correlação de Arrhenius. Nossos resultados sugerem que o espectroscopia de lente térmica utilizando diferentes comprimentos de ondas para excitação pode contribuír para a compreensão da dinâmica foto-induzidas em reações complexas. vii, 71 f

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho apresenta uma proposta de ensino de Física voltada à inclusão educacional de alunos deficientes visuais no intuito de efetivar o processo de ensino e aprendizagem do conceito de Luz como onda eletromagnética. Para isso consideramos que o deficiente visual está na mesma condição das pessoas que enxergam, pois a propagação da onda eletromagnética não é “visualizada”, mas seus efeitos são percebidos por diferentes sentidos, não somente através da visão. Neste intuito, foi desenvolvido um produto educacional com recursos didáticos táteis –visuais –auditivos, que possam contribuir para a aprendizagem de todos os alunos, deficientes visuais ou videntes, de acordo com a proposta da didática multissensorial. Estes recursos estão indicados numa proposta didático pedagógica que está apresentada como um texto de apoio ao professor. Essa proposta, na forma como está indicada para ser desenvolvida, foi embasada na Teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e no Interacionismo de Vygotsky. Apesar de ser uma proposta pedagógica para o professor, salienta-se que todos os recursos didáticos desenvolvidos foram aplicados e validados por duas alunas cegas de escolas públicas de um município da região sudoeste do estado do Paraná. A validação foi positiva para todos os recursos, e as alunas salientaram que os mesmos contribuem de forma efetiva para a aprendizagem dos conceitos físicos pretendidos. This paper presents a proposal for teaching Physics aiming theeducational inclusion of visually impaired students, in order to affect the process of teaching and learning the concept of Light as an electromagnetic wave. For this reason, we consider that the visually-impaired students have the same resources as the other students, since the propagationof the electromagnetic wave is not “visualized”, but its effects are perceived by different senses, not only through the vision. To this end, an educational product was developed with tactile -visual-auditory teaching resources, which can contribute to the learning of all students, visually impaired or visionaries, according to the proposal of multisensory didactics. These resources are indicated in a didactic pedagogical proposal that is presented as a text to support the teacher. This proposal, as it is indicated to be developed, was based on Ausubel's Theory of Meaningful Learning and Vygotsky's Interactionism. Although it is a pedagogical proposal for the teacher, it should be noted that all didactic resources developed were applied and validated by two visually-impairedstudents from public schools in a southwestern county in the state of Paraná. The validation was positive for all resources, and the students pointed outthat they contribute effectively for learning the intendedphysical concepts.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Nesta pesquisa de abordagem qualitativa, buscou-se construir uma Sequência Didática (SD) que contemplasse um tópico da Física Moderna e Contemporânea (FMC) na perspectiva de uma aprendizagem significativa e contextualizada. O tema abordado na SD foram os semicondutores fotoresistivos, partindo-se da questão problema: qual o princípio de acionamento e desligamento da iluminação pública, através do uso de um sensor de luminosidade? A sequência didática foi preparada com base na teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e foi aplicada em uma escola da rede pública de ensino em um grupo de 48 alunos matriculados na terceira série do ensino médio.No desenvolvimento da SD foram utilizadas diferentes metodologias e ferramentas.Em grupos de quatro alunos, estes realizaram interpretação de texto, discussão e resolução de exercícios propostos, uso de simulações computacionais, manuseio do aparato experimental como dispositivo LDR e multímetro. Através da análise dos questionários foi possível verificar que os educandos adquiriram novos conhecimentos, os quais possibilitaram a verificação da importância social da ciência e a compreensão de forma significativa do comportamento de um material semicondutor fotoresistivo. In this qualitative research, we sought to build a Didactic Sequence (SD) that included a topic of Modern and Contemporary Physics (FMC) from the perspective of meaningful and contextualized learning.The theme addressed in SD was the photoresist semiconductors, starting from the problem question: what is the principle of activation and shutdown of public lighting through the use of a light sensor?The didactic sequence was prepared based on David Ausubel's Meaningful Learning theory and was applied in a public school to a group of 48 students enrolled in the third grade of high school.In the development of DS, different methodologies and tools were used.In groups of four students, they performed text interpretation, discussion and resolution of proposed exercises, use of computer simulations, handling of the experimental apparatus with the LDR device and multimeter.Through the analysis of the questionnaires it was possible to verify that the students acquired new knowledge, which allowed the verification of the social importance of science and a significant understanding of the behavior of a photoresist semiconductor material.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho destina-se a professores de física do ensino médio e tem como objetivo apresentar uma abordagem experimental sobre tópicos de hidrodinâmica, enfatizando a aprendizagem significativa. A proposta é construir um tubo de Venturi de forma facilitada e com materiais de custo moderado. Para a sua construção foi determinado com precisão as formas, recortes e modelo de montagem. Foram construídos três conjuntos experimentais que estiveram submetidos a calibração e análise do seu funcionamento. Ainda é possível verificar a sequência didática proposta para aplicação do produto educacional em sala de aula. O roteiro experimental apresenta característica investigativa pois o aluno irá realizar o experimento e o professor irá intervir instigando o raciocínio lógico por meio de conhecimentos pré existentes. A aplicação do experimento foi realizado para alunos do terceiro ano do ensino médio de uma instituição de ensino público situada na cidade de Cascavel- PR. Os alunos mostraram grande interesse motivação quanto a didática desempenhada. Conclui-se que o objetivo foi atingido devido a construção de um tubo de Venturi que equipara-se aos materiais comercializados quanto aos resultados obtidos. This work is aimed at teachers of high school physics and aims to present an experimental approach on topics of hydrodynamics, emphasizing meaningful learning. The proposal is to construct a venturi tube in an easy way and with materials of moderate cost. For its construction was determined accurately the shapes, cutouts and assembly model. Three experimental sets were constructed and subjected to calibration and analysis of their operation. It is still possible to verify the didactic sequence proposed for the application of the educational pro-duct in the classroom, the experimental script presents investigative characteristic because the student will perform the experiment and the teacher will intervene by instigating the logical reasoning through pre existing knowledge. The application of the experiment was carried out for students of the third year of high school in a public educational institution located in the city of Cascavel-PR, the students showed great interest and motivation regarding didactics. Itis concluded that the objective was achieved due to the construction of a venturi tube that matches the materials commercialized in the results obtained.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho propõe um produto educacional fundamentado na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Ele é baseado na construção e aplicação de um conjunto experimental para o ensino de ondas estacionárias em cordas vibrantes, assim como a sugestão de uma sequência didática para uma aprendizagem significativa. Como o experimento é aplicado no início da sequência ele tem caráter investigativo. É fornecida uma revisão teórica sobre ondas mecânicas, ondas estacionarias em cordas e formação de harmônicos. Em seguida, é apresentado uma lista de materiais utilizados na confecção do experimento, com sua descrição, onde adquirir e, um roteiro para a montagem do kit experimental. Após a realização do experimento e coleta de dados, os alunos confeccionam os gráficos e fazem o ajuste para obter a relação entre a frequência, densidade linear, tração e comprimento, para a interferência de ondas mecânicas em uma corda. O conjunto experimental foi aplicado na própria sala de aula, em uma turma do segundo ano do ensino médio de um colégio particular na cidade de Foz do Iguaçu, no qual os alunos envolvidos aprovaram e elogiaram a forma com a qual o conteúdo foi abordado. Conclui-se então que o produto educacional por ser de fácil construção, ter baixo custo e por não necessitar de um laboratório específico de física para sua aplicação é viável e pode ser aplicado de forma a contribuir na aprendizagem significativa dos alunos. This work proposes an educational product based on David Ausubel’s Significant Learning Theory. It is based on the construction and application of an experimental set for the teaching of stationary waves in vibrating strings, as well as the suggestion of a didactic sequence for meaningful learning. As the experiment is applied at the beginning of the sequence, it has an investigative character. It is provided a theoretical review about mechanical waves, standing waves in strings and harmonic formation. Then, it is presented a list of materials used for the preparation of the experiment, with its description, where to acquire, and a script for the mounting of the experimental kit. After the experiment and data collection, the students make the graphs and the adjustment to obtain the relation between the frequency, linear density, traction force and length, for the interference of mechanical waves in a string. The experimental set was applied in the same classroom, of a Junior year high school class in a private school at Foz do Iguaçu city, in which the students involved approved and praised the way in which the content was approached. It is concluded that the educational product, due to its easy to construct, low cost and does not require a specific physics laboratory for its application, is feasible and can be applied in a way that contributes to meaningful student learning.

Acompanha: Referenciais: estabelecendo o cenário apropriado para o ensino da dinâmica no ensino médio Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho propõe um produto educacional com o intuito de realizar um estudo sobre referenciais não inerciais e inerciais para averiguar se há influências no movimento dos corpos e, assim, estabelecer um cenário para o ensino da dinâmica no ensino médio utilizando atividades experimentais investigativas, a partir das quais foram produzidos vídeos apresentados aos alunos em uma sequência didática, a fim de discutir os efeitos visualizados em uma série de atividades diversificadas. Visando assim colaborar com uma reflexão sobre essa metodologia a ser utilizada nas aulas de Física, a qual possibilita aos alunos uma possível aprendizagem significativa, de forma ativa, raciocinando, compreendendo e elaborando o saber e os conceitos físicos a partir de seus conhecimentos prévios. This work proposes an educational product with the intention of conducting a study on non-inertial and inertial references to investigate if there are influences in the movement of bodies and, thus, to establish a scenario for the teaching of dynamics in high school using experimental investigative activities, from which were produced videos presented to the students in a didactic sequence, in order to discuss the visual effects, in a series of diversified activities. With these activities, the main goal was to collaborate with a reflection on the methodology used in the Physics classes, which allows the students a possible meaningful learning, in an active way, reasoning, understanding and elaborating the knowledge and the physical concepts, from their previous knowledge.

A prática pedagógica está em constante transformação. Os conteúdos são atualizados, a forma de aprender evolui e os alunos chegam a idade escolar com mais informações que antes da era digital. Ministrar aulas nesse contexto exige um professor dinâmico, versátil e atualizado. Um dos desafios é a formação dos professores que lecionam Física, pois muitos não possuem essa graduação. Além disso, os professores possuem pouco tempo para preparar aulas mais envolventes e instigantes. Foi analisando esse panorama que foi proposto a sequência didática de ensino sobre transferência de calor. Esta apresenta um formato de ensino investigativo com o professor instigando os alunos com questionamentos que causem um conflito cognitivo. As perguntas são respondidas inicialmente com os conhecimentos prévios dos alunos. Em seguida as soluções para os problemas apresentados são buscadas em conjunto, professor e aluno, através de experimentos e discussões. Após responder os questionamentos iniciais, as conclusões obtidas são generalizadas para outros casos. A sequência didática está em formato de website. Nele há recursos para serem usados pelo professor e pelos alunos tais como simuladores, figuras animadas, galeria de imagens de aplicações, vídeos motivadores e vídeos dos experimentos. Foi observado nas aulas que os estudantes estavam motivados a aprender conceitos de Física. Espera-se que os professores, ao usar esta metodologia, também sintam que seu objetivo como facilitadores do conhecimento está sendo alcançado. The pedagogical practice is constantly changing. The contents are updated, the way of learning evolves, and students reach school age with more information than before the digital age. Teaching in this context requires a dynamic, versatile and up-to-date teacher. One of the challenges is the training of teachers who teach Physics, since many have no degree in the field. Furthermore, teachers have insufficient time to prepare more engaging and thought-provoking lessons. After having analyzed this panorama, the didactic sequence of teaching about heat transfer has been proposed. It presents an investigative teaching format in which the teacher instigates the students with questions meant to cause a cognitive conflict. The questions are answered initially with the prior knowledge of the students. Afterwards, teachers and students seek solutions to the presented problems, that is done through experiments and discussions. After answering the initial questions, the conclusions obtained are extended to other cases. The didactic sequence is presented in a website format. There are resources for teachers and students to use such as simulators, animated figures, application image gallery, motivational videos and experiment videos. It has been observed in the classes that the students were motivated to learn concepts of Physics. It is expected that teachers, using this methodology, also feel that their goal as facilitators of knowledge construction is being achieved.

Acompanha: Construção e aplicação de um fotômetro para o ensino da absorção de luz Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Esse trabalho propõe um produto educacional baseado na construção e aplicação de um fotômetro para o ensino da absorção da luz pela matéria. Tomando como referencial a Teoria da Aprendizagem significativa, é fornecida uma revisão sobre o espectro eletromagnético, bem como a interação da luz com a matéria pela Lei de Beer-Lambert, adotando a abordagem corpuscular e suas aplicações. Em seguida, é apresentada uma lista de materiais com suas descrições, sequência para montagem e programação. O tratamento e análise de dados obtidos pela experimentação desse dispositivo demonstraram que as amostras estudadas apresentam transmitância e absorbância distintas para diferentes comprimentos de onda nos picos de emissão do LED-RGB. Ao mesmo tempo, propiciou a abordagem dos conceitos de níveis de energia e de cores complementares. Diante disso, é ofertada uma sugestão de aplicação desse produto educacional por uma sequência de ensino em forma de um roteiro experimental, na qual o experimento deve ser realizado pelos alunos com a participação e intervenções do professor. A indicação da abordagem prática e interdisciplinar para o ensino dos conceitos teóricos da espectroscopia de absorção a nível de ensino médio, é recomendada como um recurso que pode ser usado em conjunto com professores de outras áreas. O presente trabalho apresenta ainda o relato da aplicação do produto educacional junto a duas turmas de ensino médio da rede pública do Estado do Paraná, cujos alunos envolvidos admitiram o apreço pela aplicação desse experimento, pois de acordo com a opinião dos discentes, a aplicação do produto educacional proporcionou uma intervenção inovadora em relação as tradicionais aulas. Por fim, conclui-se que o produto educacional proposto se apontou adequado para o ensino de tópicos da absorção da luz pela matéria, dos princípios e aplicações que envolvem essa interação. O baixo custo, a facilidade de construção e a portabilidade são características que tornam o produto educacional acessível para construção e aplicação do experimento em sala de aula. This work proposes an educational product based on the construction and application of a photometer for the teaching of the absorption of light by material. Taking as reference the Meaningful Theory of Learning. A review is provided on the electromagnetic spectrum as well as the interaction of light with material by the Beer-Lambert Law, adopting the corpuscular approach and its applications. Then a list of materials with their descriptions, sequence for assembly and programming is displayed. The treatment and analysis of the data obtained by the experimentation of this device demonstrated that the studied samples present different transmittance and absorbance for different wavelengths in the peaks of emission of LED-RGB. At the same time, it propitiated the approach of the concepts of energy levels and complementary colors. Therefore, a suggestion of the application of this educational product is offered through a teaching sequence in the form of an experimental script, in which the experiment must be carried out by the students with the participation and interventions of the teacher. The indication of the practical and interdisciplinary approach to teaching the theoretical concepts of absorption spectroscopy at the secondary level is indicated as a resource that can be used in conjunction with teachers from other areas. It also presents the report of the application of the educational product to two high school classes of the public network of the State of Paraná, in which the students involved admitted the appreciation for the application of this experiment, because according to their opinion, the application of the product educational intervention provided an innovative intervention in relation to traditional classes. Finally, it is concluded that the proposed educational product was suitable for the teaching of topics of the absorption of light by material, the principles and applications that involve this interaction. Low cost, ease of construction and portability are characteristics that make the educational product accessible for construction and application of the experiment and classroom.