Luz e Cor na Natureza

Cód.: FIS10049O

3 ECTS

Duração: 15 semanas/78 horas

Área Científica: Física

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português

Regime de Frequência: Presencial

Apresentação

Este curso, sem aprofundamento matemático, pretende ligar conhecimento científico e observação da natureza.
O estudo físico dos fenómenos ópticos é desenvolvido de forma a ser aplicado a fenómenos atmosféricos, cuja observação será estimulada ao longo do curso.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Igualdade de género - Alcançar a igualdade de gênero e empoderar todas as mulheres e meninas.

Cidades e comunidades sustentáveis - Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis.

Ação climática - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos (*).

Proteger a vida marinha - Conservação e uso sustentável dos oceanos, dos mares, e dos recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável.

Proteger a vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade.

Objetivos de Aprendizagem

- Promover o gosto pela observação da Natureza. Promover o espírito crítico.

- Despertar o interesse pelos Fenómenos Ópticos Atmosféricos. Reconhecer a importância da Óptica Atmosférica na observação do meio ambiente.

- Identificar e descrever diferentes tipos de nuvens.
- Descrever os fenómenos de reflexão, refracção, difusão, difracção e polarização da luz, com base em leis da Física.
- Caracterizar a atmosfera terrestre quanto à sua composição e estrutura vertical. Explicar os conceitos de propagação, deplecção, absorção, etc., associados ao percurso da radiação solar na atmosfera.
- Descrever e interpretar fenómenos ópticos atmosféricos (cor do céu, cor das nuvens, arco-iris, miragens, halos, glórias, coroas, raio verde, etc.).

- Descrever e interpretar, à luz de princípios físico-matemáticos, alguns fenómenos ópticos observados em seres vivos.
- Distinguir efeitos de pigmentação em seres vivos dos de iridescência relacionados com a estrutura física e com mecanismos de difracção da luz.
- Descrever, com base em leis da Física, fenómenos de iridescência. Identificar a difracção e a interferência como mecanismos físicos explicativos da iridescência.
- Distinguir incandescência de luminescência.
- Descrever funções dos efeitos de luz e cor produzidos pelos seres vivos.
- Reconhecer efeitos nefastos da interferência humana nos processos naturais de luz e cor em seres vivos.

- Contactar com uma polémica sobre a natureza e o valor do conhecimento científico.

Conteúdos Programáticos

1- A Ótica Atmosférica. Fenómenos Óticos Atmosféricos. Classificação das nuvens.

2- O espectro electromagnético e a luz visível. Os fenómenos de reflexão, refracção, difusão, difracção e polarização da luz.
- A radiação solar e a atmosfera terrestre: Composição e estrutura vertical da atmosfera terrestre. Propagação, deplecção, e absorção da radiação solar na atmosfera. Principais mecanismos físicos de interacção da luz com a atmosfera.
- Fenómenos Ópticos Atmosféricos: cor do céu, cor das nuvens, arco-iris, miragens, halos, glórias, coroas, raio verde, etc..

3- Outros fenómenos de Luz e Cor na Natureza/ Fenómenos óticos observados em seres vivos.
Iridescência. Pigmentação e cor estrutural. Cor estrutural: Difração e interferência. Luminescência: fluorescência e fosforescência
A função da luz e da cor nos seres vivos.

4- As cores estão na luz?
Revisitando a polémica gerada por Goethe, contra Newton, sobre o conhecim ento das cores na natureza.

Métodos de Ensino

- Visualização e análise de vídeos. Realização de exercícios de simulação com recurso a “applets” e a outros program as disponíveis on-line. Leitura e análise de textos. Resolução de problemas. Realização de trabalhos. Participação em fóruns de discussão. Elaboração de um portefólio fotográfico comentado.
A utilização de diferentes metodologias (visualização e análise de vídeos, realização de exercícios de simulação, leitura e análise de textos, resolução de problemas, participação em fóruns de discussão, etc. ) facilita o alcance de diversos objectivos de ensino. O portefólio fotográfico documentado combina o exercício da observação da natureza com o exercício de utilização do conhecimento científico para a interpretação dos fenómenos observados.

Nota: Esta unidade curricular funciona em regime de e-learning, faz parte do Curso de Pósgraduação Am biente, Sustentabilidade e Educação.

Avaliação

- Todas as actividades realizadas serão objecto de avaliação. Uma avaliação contínua facilitará os processos de aprendizagem. No fim de cada módulo deverá se apresentado um trabalho ou projecto que vá ao encontro dos objectivos do módulo.

Bibliografia

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Nota: O s recursos disponibilizados vão além dos aqui referidos na "Bibliografia principal". Por exemplo, não são aqui mencionados vídeos nem algum as refererências on-line fornecidas, para não alongar a lista e também porque os recursos disponibilizados terão sempre de ser ajustados às necessidades dos estudantes, dependendo dos seus interesses específicos e do seu background científico.