Material para professores
Abaixo você encontrará uma curadoria de simulações interativas para ensino de física atômica e nuclear.
Todas as simulações são de autoria do PHET e estão disponíveis em http://phet.colorado.edu. O material é de livre uso e disponível sob a licença Creative Commons Attribution license (CC-BY).
É garantida a permissão de uso livre, compartilhamento ou redistribuição sob a CC-BY license. A seguinte atribuição é requerida:
PhET Interactive Simulations
University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu
Build an Atom
Simulação introdutória para que se aprenda o conceito de átomo e como diferenciar os elementos, de forma interativa. A simulação consiste em adicionar partículas (prótons, nêutrons e elétrons) em um modelo orbital e, de acordo com a quantidade colocada, é exibido no painel ao lado qual elemento da tabela periódica corresponde a quantidade de partículas colocadas, indicando o símbolo do elemento, se ele é neutro ou um íon e se é instável ou estável. Além disso, a simulação vem acompanhada de quatro jogos interativos: 1- É mostrado na tela a quantidade de cada partícula e você precisa indicar, na tabela periódica, qual é o elemento correspondente e se ele é um átomo neutro ou um íon; 2- O jogo te dá a quantidade de cada partícula no elemento e você precisa responder questões como: qual é a carga total e qual é a massa; 3- É fornecido a quantidade de prótons, nêutrons e elétrons, ao lado temos o símbolo do elemento acompanhado de sua massa atômica, o número de prótons e a eletronegatividade o do elemento, porém um deles vem em branco e é necessário fazer o cálculo; 4- No último jogo é fornecido apenas as quantidades de prótons, elétrons e nêutrons e o usuário precisa descobrir os valores de massa atómica, número de prótons e eletronegatividade ou vice-versa, além de ter uma mistura com a simulação.
Isotopes and Atomic Mass
Para aprender o que é o isótopo de um elemento, é necessário saber a diferença em sua massa. Aqui podemos brincar um pouco com a massa dos elementos e entender que para obter um isótopo, o número de prótons deve permanecer o mesmo alterando apenas o número de nêutrons. Além disso, é possível entender a mudança do nome dos elementos de acordo com cada mudança, se ele é instável ou estável e o quão abundante ele é na natureza.
Atomic Interactions
Os átomos interagem entre si de forma que podem ganhar ou perder energia potencial e cinética, isso se deve ao quão próximo os núcleos estão e as forças de atração e repulsão. Nesse simulado podemos escolher a distância entre as moléculas e aprender, a partir do gráfico de energia potencial em função da distância e com os vetores de intensidade da força atrativa e repulsiva, como algumas moléculas interagem de acordo com os parâmetros escolhidos. É possível tambeḿ alterar o diâmetro e a força de interação entre elas.
Rutherford Scattering
O experimento de Rutherford comprovou que o núcleo de um átomo é extremamente pequeno, bombardeando uma folha fina de ouro com partículas alfa e medindo o espalhamento dessas partículas. Era esperado que todas as partículas atravessassem a folha sem desvio algum, seguindo o modelo atômico de Thomson, podemos ver que no simulado “Plum Pudding Atom” é uma simulação do resultado esperado, mas foram observados alguns desvios com ângulos grandes. Após este resultado, o experimento foi feito com folhas de outros elementos químicos e foi observado que, quanto maior a massa atômica, mais partículas eram espalhadas. No simulado “Rutherford Atom” vemos que a maioria das partículas atravessam sem desvio, entretanto algumas delas são ricocheteadas, é possível aumentarmos a massa atômica para que fique claro a mudança da quantidade de partículas desviadas.
Build a Molecule
A partir dos átomos podemos formar moléculas, essa simulação se trata dessa formação. O objetivo é que se aprenda a construir uma molécula dada a sua fórmula química, além disso, é possível visualizar a forma da molécula em 3D.
Molecule shapes: Basics
Essa simulação vem como uma continuação do “Build a Molecule”, aqui aprende-se o porquê as moléculas possuem ângulos entre os átomos e o que isso tem a ver com a repulsão e atração entre eles.
Molecule Polaritys
Alterando a eletronegatividade aprendemos como é a sua influência na polaridade das moléculas, além disso é possível entender o comportamento da molécula em um campo elétrico e os ângulos entre os átomos das moléculas.
Molecules and Light
Cada molécula interage de uma forma quando tem contato com algum comprimento de onda (luz). Com a simulação aprendemos de forma simples que, após a interação, algumas moléculas liberam fótons ou têm um movimento diferente. Fixando uma molécula e alterando a luz, observamos diferentes reações. É possível fazermos vários tipos de combinações para aprendermos sobre a interação entre as moléculas e a luz.
Beer’s Law Lab
A concentração de uma solução está diretamente relacionada com o volume de água (no caso da simulação) e a quantidade de soluto. Aqui podemos simular solutos concentrados e diluídos e aprender qual a relação entre a concentração e a quantidade de luz que essa solução absorve e transmite, bem como a diferença de interação das soluções com cada comprimento de onda.
