Objetivos Ementa Conteúdo Material Softwares

 

Física Contemporânea: Astronomia e Astrofísica

 

Objetivos: Esta é uma nova disciplina, a ser oferecida aos Professores do Ensino Básico, buscando fornecer aos educadores material para estimular o ensino de ciências. São apresentados os conceitos básicos de Astronomia, e aplicações práticas que servirão de instrumento interdisciplinar atrativo para o aprendizado de Matemática, Física e Química.

 

Ementa: Descrição do Céu e Movimentos dos Corpos Celestes. Movimentos do Sol e das Estrelas. Movimentos da Terra e da Lua. Eclipses. Movimento dos Planetas. Leis de Kepler e Leis de Newton. As Ferramentas da Astronomia: Telescópios. Detectores. Processamento de Imagens. Fotometria. Espectroscopia. O Sistema Solar: Inventário do Sistema Solar. Formação do Sistema Solar. Estrelas: Medindo as estrelas (distâncias, magnitudes, cores, brilho, temperatura, massas e raios). Classificação das estrelas. Evolução estelar. Galáxias: A Via Láctea. Galáxias normais e ativas. Estrutura do Universo.

 

Conteúdo Programático:

 

1. Astronomia Antiga e Percepção dos Céus. O que há de intuitivo e anti-intuitivo no Ensino de Astronomia.

2. Softwares da Astronomia Amadora e Profissional (Stellarium, Celestia, Mitaka, Java Applets, DS9 e Aladin). O uso de planilhas eletrônicas;

3. A Esfera Celeste. Noção de escalas temporais em Astronomia. Percepção dos Céus e Movimentos dos Corpos Celestes e seus Modelos. Uso do Stellarium;

4. Escalas no Universo. O grande “zoológico” astronômico. Simulações usando o Celestia, Mitaka e Java Applets;

5. Telescópios e a aquisição de imagens. As Ferramentas da Astronomia: Telescópios. Detectores. Uso de telescópios refratores, refletores e montagens Altazimutais e Equatoriais. Medindo o que é observado. Técnicas de Astrofotografia. Limites e Possibilidades (ampliação vs. área coletora, resolução angular e espacial, detectabilidade e efeitos da atmosfera). O uso de Bússolas. GPS e Aplicativos para Smartphones; Organização de Exposições Públicas.

6. Observatórios Virtuais. Detalhando o uso do DS9 e do Aladin;

7. O Sistema Terra e Lua e seus Movimentos. Detalhando das Estações do Ano à Precessão com simulações;

8. Atividade com a paralaxe da Lua. Medindo as Dimensões de Crateras Lunares;

9. Movimento dos Planetas. Leis de Kepler e Leis de Newton;

10. Sistemas Planetários. Asteróides (Clássicos e NEOs). Atividade para Determinar o Movimento das Luas de Júpiter e sua Massa. Noções sobre Exoplanetas e Grandes Missões Espaciais;

11. Estrelas: Medindo grandezas associadas às estrelas (distâncias, magnitudes, cores, brilho, temperatura, massas e raios)

12. Técnicas Fotométricas para medida de Magnitudes e Cores. De medidas subjetivas à medidas intrínsecas em objetos celestes;

13. Classificação das estrelas. Estrelas Binárias. A relação Massa-Luminosidade. Evolução estelar;

14. Cefeídas e Indicadores de Distância.

15. Espectros. Técnicas Espectroscópicas. Classificação Estelar. O Diagrama HR na prática;

16. Construindo um Espectrógrafo Caseiro. Calibrando um espectro em comprimento de onda;

17. Noções de Astronomia em Múltiplos Comprimento de Onda. Das supernovas, em Raios-X, à Estrutura Galáctica, em ondas de Rádio;

18. Revelando a Estrutura de Nossa Galáxia e determinação de seu centro pelo uso de RR-Lyrae. A missão GAIA;

19. Astronomia Extragaláctica e Classificação de Galáxias.

20. Medindo Grandezas em objetos extragalácticos. Como Determinar a Massa de uma Galáxia e o problema da Matéria Escura.

21. Classificando Galáxias com o Hubble Deep Field.

22. Galáxias normais e ativas. Buracos Negros. Modelo unificado de AGNs. Grupos de Galáxias, Aglomerados de Galáxias. Lentes Gravitacionais.

23. Identificando a atividade em Núcleo de Galáxias;

24. Cosmologia;

25. Expansão do Universo, Redshift e Lei de Hubble;

26. Seções em Planetário. Técnicas Planetaristas.

 

Material

 

Livros e Apostilas:

 

  Astronomia e Astrofísica (Kepler & Maria de Fátima) 

  Conceitos de Astronomia (Roberto Boczko) 

  Fascínio do Universo (Steiner & Damineli) 

  Astronomia de Posição - Prof. Dr. Gastão Lima (IAG/USP)

  Apostila do Prof. Dr. Nelson Leister (IAG/USP) 

  Apostila de Fundamentos de Astronomia (IAG/USP) 

Astronomia: Uma Visão Geral

 

Aula 01 - Introdução ao Curso e Mitos Comuns na Astronomia.  

  Plano de Ensino 

  Modelo de Relatório 

 Aula01-AstronomiaAstrofisica.pdf 

 Aula01-ComoFazerRelatorio.pdf 

 PCN - Orientações Curriculares - Ciências da Natureza  

 PCN+ Ensino Médio - Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias  

 PCN+ Ensino Médio - Orientações Complementares Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias  

 PCN - Introdução aos Parâmetros Curriculares Nacionais

Base Nacional Comum Curricular

Códigos_Mitos.html

Códigos_Mitos2.html

 

Definição dos grupos: Grupos base escolhido pelos próprios alunos conforme os seguintes perfis de especialidades:

 

Softwares/Técnicas: Tem talento especial para lidar com computadores e softwares. Maneja também recursos para compartilhar e resolver o mesmo problema de diferentes formas.

 

Matemática: Descreve os fenômenos abordados matematicamente ou geometricamente. Identifica relações graficamente e modelos apropriados para descrições.

 

Conteúdos: Identifica conteúdos chaves de Astronomia um tema abordado, seja na leitura ou na fala, identificando relações de causas e consequências além dos objetivos do conteúdo.

 

Conexões: Vê relação entre conteúdos de Astronomia e outras áreas, sabendo identificar as origens que leva a uma idéia e o poder de extrapolação do conteúdo abordado. Conectar o antigo com o moderno.

 

Liderança: Tem visão panorâmica e orgânica sabendo identificar a importâncias de cada ferramenta na solução de um problema e agindo como algodão entre vidro.

 

Grupos:

 

Aluno Grupos
ALINE CRUZ DO NASCIMENTO A
ANDRE ANDRADE RABELO D
ARTUR BEZERRA DA SILVA D
CARLOS AUGUSTO BARBOSA SANTOS B
DOUGLAS RIBEIRO ANDRADE C
ELBER JOSE ALMEIDA SANTOS B
ERIKA CRISTINA MENESES DE FRANCA A
FELIPE ESTÊVES MOURA D
GABRIELA DE JESUS NASCIMENTO B
JEAN GUILHERME DA SILVA A
JEFFERSON PORTELA RAMOS D
JOSE ADALBERTO LIMA DO NASCIMENTO A
KÉSIA CRISTINA DOS SANTOS VIEIRA C
NATCHÊILA RIBEIRO DE MENEZES LIMA C
RICARDO DA SILVA SANTOS B
RÔMULO ANDRADE DANTAS B
TAIALA PATRÍCIA CERQUEIRA A
TIAGO VIANA DO NASCIMENTO C
TIMÓTEO CAMILO DOS SANTOS JÚNIOR D
VALDENILSON SANTOS BARBOSA C

 

Links para Avaliação por Pares:

 

Grupo A

Grupo B

Grupo C

Grupo D

Aula 02- A Esfera Celeste e movimentos no céu. Constelações. O software Stellarium e Java Applets. Coordenadas Altazimutais. Exercício sobre a previsão da posição do Sol a partir do seu movimento anual.

Aula 03-  O movimento da Lua do Sol. Eclipses. Tamanho das crateras da Lua. Distância Terra-Lua. Os softwares (Stellarium, Celestia, Mitaka, Java Applets e DS9).

Aula 04-  As "Laçadas" dos Planetas. Do modelo geocêntrico ao modelo heliocêntrico. Explicação Promovidas Pelo Sistema Heliocêntrico. Configurações Planetárias. Métodos Clássicos para Medidas dos Períodos e das Distâncias no Sistema Solar. . Do modelo Geocêntrico (Ptolomaico) ao Heliocêntrico (Copernicano). A Revolução Copernicana.

Aula 05 -  Contribuição de Tycho. As Leis de Kepler. Cinemática e Dinâmica Celeste. Medindo o Movimento das Luas de Júpiter

Aula 06 -  Telescópios e Vínculos Observacionais por Galileu. Atividade Extra:Imageamento de Saturno pela Técnica de Super-resolução. 

Aula 07 -  Leis de Newton e a Gravitação Universal. Uso do Tracker para Medida da Gravidade da Terra e da Lua. Medida da Massa de Júpiter. Modelando e Identificando as Luas de Júpiter por seu Espaço de Fase.

Aula 08 -  CCDs, Luminosidade Fluxo, Magnitude Aparente e Absoluta. Distâncias em Escala Astronômica

Aula 9 -   Tamanhos em Escala Astronômica. O Conceito de Cores e Temperatura das Estrelas. Diagrama HR.

Aula 10 -  Noções de Evolução Estelar. Espectroscopia. Classificação Espectral de Harvard. Classe de Luminosidade.

Aula 11 -  Princípios de Astronomia Galáctica

Softwares

 

  Para PCs:

  •  SciDavis: Software gratuito inspirado no programa Origin e cuja principal finalidade é a geração de gráficos profissionais e fornecer ferramentas de análise básicas por meio de uma interface gráfica e interativa que trabalha com tabelas de dados.

 

  •  Tracker: Programa gratuito que permite a medição digital de experimentos físicos filmados com a conversão dos resultados em escala real a partir de diversas ferramentas de calibração.

 

  •  Maxima: Software gratuito utilizado para cálculos numéricos, algébricos e plotagem de gráficos, equivalente ao software pago Maple.

 

  •  DS9: Software gratuito para visualização de imagens e dados astronômicos.

  •  Aladin: É um software gratuito e interativo que permit vizualizar dados astronômicos digitalizados, sobrepor catálogos de bases de dados além de possuir funcionalidades para operação com imagens e procedimentos para calibração.

 

 

  •  Stellarium: Planetário de código aberto que pode ser instalado no computador, tablet ou smartphones. É gratuito e também possui recursos adicionais embora o foco principal seja o céu como observado por um observador na superfície de algum astro. Recursos adicionais, scripts e texturas podem ser econtrados na mesma página.

 

  •  Castrator: Software para fazer recorte em filmes de um objeto captado por uma câmera que se move no campo por problemas de alinhamento e guiagem.

 

  •  Autostakkert: Software utilizado para alinha e combinar imagens utilizando a técnica de drizzling, ou "Variable Pixel Linear Reconstruciton", desenvolvida para o telescópio espacial Hubble para obter imagens com super resolução.

 

  •  RegiStax: Software para alinhamento, combinação e processamento de imagens.

 

 

  •  PIPP: Aplicativo designado para pre-processar imagens antes de combiná-las com o software Registax. Alinhas as imagens, recorta para um campo predefinido, etc.

 

 

  Para Tablets e Smartphones:

 

 

  •  Google Sky Map: Software para android que simulam o céu tela do seu dispositivo, e que combinado com o GPS e os acelerômetros do aparelho permite visualizar o campo do céu para onde a câmera do aparelho é apontada.

 

  •  Status do GPS: Software para android utilizado para gerenciar as informações do GPS, como coordenadas e altitude além de agregar informações de outros dispositivos do celular, como bússola, gravitrômetro, bateria, luminância da tela, etc.

 

 

  •  Telescope Calc: Recurso para fazer cálculos úteis para telescópios.

 

 

 

 

 
   
   
   
   

 

Sergio Scarano Jr - Departamento de Fisica da Universidade Federal de Sergipe

Rod. Marechal Rondon s/n - Jardim Rosa Elze, São Cristovão - Sergipe, Brazil

Tel: (55) 79-2105 6807. E-mail: scaranojr@ufs.br