A Cor. Uma abordagem no 3º ciclo. Ana Rita Lopes Mota Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Ano lectivo 2007/2008

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1 A Cor Uma abordagem no 3º ciclo Ana Rita Lopes Mota Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Ano lectivo 2007/2008

2 Índice! Concepções alternativas identificadas! Projecto de investigação A Cor! Objectivos gerais do módulo! Questões para o pré-teste e pós-teste! A Tabuada das cores! Estrutura das aulas! Minitestes! Bibliografia

3 Cor, Óptica e Pintura Um estudo sobre concepções alternativas Laurinda Leite e Susana Sá Gazeta da Física, vol Apresentação de concepções alternativas dos alunos do 8º e 11º anos A Cor Questionários Entrevistas N = 134 O ensino da cor requer uma análise comparativa e aprofundada da síntese aditiva e subtractiva.

4 Concepções alternativas já identificadas: A luz tem cor. (C 1 ) Os objectos têm cor. (C 2 ) A cor do objecto resulta da mistura da cor da luz com a cor do objecto. (C 3 ) A Cor Um vidro colorido pinta a luz que passa através dele. (C 4 ) A luz dá a sua cor ao objecto. (C 5 ) As cores escuras tapam as cores claras. (C 6 ) As diferentes cores formam um contínuo que vai desde o branco ao preto. (C 7 ) O preto e o branco são cores. (C 8 )

5 O João encontra-se numa sala completamente escura. À sua frente está colocada uma tela com um plástico transparente (filtro) e uma lanterna, como indica a figura seguinte: A Cor Síntese subtractiva 1. Se o plástico for vermelho e a luz da lanterna azul, passa luz através do plástico? De que cor vê o plástico? 2. Se o plástico for amarelo e a luz da lanterna verde, passa luz através do plástico? De que cor vê o plástico?.

6 Concepções evidenciadas pelos alunos em questões envolvendo filtros não pretos 1. As cores misturam-se, originando uma nova cor que depende das cores misturadas. 2. As cores escuras tapam as cores claras. FREQUÊNCIA 3. A cor é característica da luz e do filtro: A cor é uma propriedade característica de um objecto. A cor da luz é uma característica desta, isto é, que permanece inalterada na sequência da sua interacção com o filtro. 4. O filtro pinta a luz da sua própria cor, isto é, o filtro tem uma cor característica que determina a cor da luz que o atravessa. 5. O branco e o preto são cores.

7 CONCLUSÃO: Muitas destas concepções resultam das experiências dos alunos com guaches, aguarelas e lápis de cor. Para os alunos, juntar uma luz com um objecto que apresenta uma determinada cor quando vista à luz branca é o mesmo que juntar tintas! ESTUDO COMPARATIVO DA SÍNTESE ADITIVA E SUBTRACTIVA

8 American Institute of Physics A Cor 1. Se uma luz com uma determinada cor incidir sobre um objecto produz uma sombra da mesma cor que a luz que incidiu. Por exemplo, se uma luz vermelha incidir num objecto, uma sombra vermelha é formada. 2. Quando a luz branca passa por um filtro colorido, o filtro adiciona cor à luz. Assim, se o filtro for azul, a luz fica azul. 3. A mistura de tintas coloridas segue as mesmas regras que a mistura de luzes coloridas. 4. A cor é uma propriedade do objecto e não depende da luz que sobre ele incide. 5. Quando um luz colorida ilumina um objecto, a cor da luz mistura-se com a cor do objecto.

9 Colour phenomena Laurence Viennot Teaching Physics, Kluwer Academic Publishers MISTURA SUBTRACTIVA MISTURA ADITIVA A Cor Sobreposição de filtros/pigmentos Adição de luzes Usam-se os mesmos símbolos para representar diferentes operações! Em ambos os casos usam-se círculos coloridos que têm significados diferentes!

10 PROJECTO DE INVESTIGAÇÃO Consiste em 5 etapas: Distribuição de pré-testes antes da leccionação do módulo. Formação específica dos professores sobre o módulo. A Cor Leccionação do módulo que inclui 2 aulas teóricas e 1 aula prática. D i s t r i b u i ç ã o d o p ó s - t e s t e ( i g u a l a o p r é - t e s t e ) imediatamente após a leccionação do módulo e 2 meses depois. Nº previsto de alunos Turmas de controlo Turmas experimentais

11 PROJECTO DE INVESTIGAÇÃO A leccionação nas turmas experimentais é baseada: A Cor Aula laboratorial Formação de professores Core Knowledge que inclui Planos de aulas com objectivos bem definidos e com propostas de metodologias a utilizar pelo professor. com o objectivo de superar as concepções alternativas sobre o fenómeno da

12 As turmas de controlo: Terão o mesmo nº de aulas deste módulo (com a mesma duração). Serão sujeitas aos pré e pós-testes da mesma forma que o grupo experimental. A Cor Os testes do grupo experimental e grupo de controlo serão comparados individualmente. As aulas serão caracterizadas, através de uma entrevista aos professores, nos sentido de saber se: A aula foi planificada previamente, estando registada nalgum suporte de papel? A aula foi construída tendo por base objectivos específicos desta temática? Realizou alguma demonstração na aula? Os alunos fizeram alguma experiência? Qual?

13 Relacionar a cor percepcionada com as propriedades da luz incidente no objecto e o nosso sistema fisiológico; Substituir os modelos intuitivos de interpretação da cor (concepções alternativas) por um modelo único (mistura aditiva) capaz de explicar todos os restantes. Modelo único Tabuada das cores

14 QUESTIONÁRIO Escola: Nome do aluno: A Cor O questionário que se segue refere-se exclusivamente ao fenómeno da cor. Destina-se a analisar e estudar as ideias que os alunos têm sobre este assunto. O teste é, maioritariamente, de escolha múltipla e há sempre apenas uma questão correcta em cada caso. À volta de cada alínea correcta deverá ser colocado um círculo. Duração: 15 min N.º de questões: 7

15 Antes de iniciares o questionário damos-te uma pequena ajuda Sobreposição de filtros Sobreposição de feixes luminosos

16 1. Considera uma planta completamente verde à luz do dia. Se a colocarmos num quarto escuro e sobre ela fizermos incidir uma luz vermelha, o que vai ocorrer? A) A planta continua verde porque a cor de um objecto é uma propriedade A Cor desse objecto, isto é, nunca muda. B) Como o vermelho é mais escuro do que o verde e as cores escuras tapam as cores claras, a planta fica vermelha. C) A cor da luz mistura-se com a cor da planta, fazendo com que esta mude de cor. D) A luz dá a sua cor ao objecto, passando a planta de verde para vermelho. E) A planta é verde porque absorve as outras cores (que não a verde). Assim, absorve vermelho e fica preta.

17 2. Durante uma peça de Teatro, antes dos actores entrarem em cena, foram projectados dois holofotes, um vermelho e um verde, para uma mesma região do palco, de forma a se sobreporem as duas luzes. Que cor resultou da sobreposição? A) Vermelho. B) Verde. A Cor C) Amarelo. D) Castanho. E) Preto. Justifica a tua escolha. 3. Menciona oito cores que conheças

18 4. A banana é um fruto de cor amarela, quando iluminada à luz natural. Se a colocarmos num quarto sem luz em qual destes casos, a banana aparecerá preta? Quando é iluminada por: A) luz vermelha. B) luz verde. C) luz azul. A Cor D) luz amarela. E) Jamais ficará preta quando lhe é incidida uma luz. 5. Num quarto completamente escuro, uma lanterna que emite luz azul incide numa caneta de cor amarela. De que cor aparecerá a sombra formada? A) Vermelha. B) Verde. C) Amarela. D) Castanha. E) Preta.

19 6. À noite todos os gatos são pardos. Quem nunca ouviu esta expressão? Ela significa e à noite todos os gatos parecem iguais e com uma cor acizentada. Isto acontece porque A) os objectos mudam de cor, quando não são iluminados. A Cor B) a baixas intensidades luminosas, o nosso sistema visual não permite percepcionar a cor. C) como à noite os objectos não são iluminados, eles adquirem sempre a cor cinzenta. D) à noite os gatos mudam de cor. E) A afirmação é falsa. Os gatos têm a mesma cor, só não os conseguimos ver. F) À noite a luz é preta, por isso os gatos ficam pretos.

20 7. A Ana realizou duas experiências. Na primeira, misturou, com um pincel, a tinta de dois guaches, um vermelho e outro verde. Após ter misturado as tintas, resolveu projectar numa parede branca da sua casa duas luzes de cor vermelho e verde. Que resultados a Ana obteve? A Cor (A) Quando misturou as tintas, a Ana obteve a cor castanho, mas, quando misturou luzes obteve a cor amarelo. (B) Nos dois casos, a Ana obteve a mesma cor, mas com tonalidades diferentes. (C) Nos dois casos, a Ana obteve a mesma cor: castanho. (D) Quando misturou as tintas, a Ana obteve a cor castanho, mas, quando misturou luzes, obteve a cor azul ciano.

21 CORES PRIMÁRIAS Temos três tipos de cones (células sensíveis ao tipo de radiação). Quando a luz activa apenas um destes tipos temos a percepção de ``vermelho'', ``verde'' ou ``azul', consoante o tipo de cone excitado. Assim, estas cores são designadas de CORES PRIMÁRIAS. Toda a variedade de cores que observamos à nossa volta não é mais do que a combinação destas três cores, ou seja da actividade de três tipos de células sensíveis. Esquema do olho humano Imagem:Schematic_diagram_of_the_human_eye_pt.svg

22 O preto e branco são cores? + + = + + = + + = + + =

23 Os objectos podem ser A Cor Luminosos A cor percepcionada é baseada num processo de: Mistura aditiva Iluminados Quando iluminados por uma fonte de luz, a sua cor é baseada num processo de: Mistura subtractiva

24 = + VERMELHO = + AZUL + VERDE = + AZUL = + VERMELHO + VERDE = + VERDE = + VERMELHO + AZUL

25 Cores complementares + = + = + =

26 FILTROS FILTRO = absorve - Azul FILTRO = - Verde FILTRO = - Vermelho

27 + = + - = + = + - = + = + - =

28 = = + + =

29 Modelo único: A Tabuada das Cores Mistura subtractiva Mistura aditiva Trata-se de uma simples equação matemática

30 Constatação de que a cor dos objectos muda consoante a luz que sobre eles incide. (C 2 ) Aula nº1 A luz não dá a sua cor ao objecto! (C 1 ) Constatação de que a cor dos objectos muda consoante o filtro que sobre eles é colocado. (C 2 ;C 3 ) CONCLUSÃO: A cor de um objecto não é uma propriedade deste, como é o tamanho, a forma, o material de que é feito...uma vez que muda consoante a luz que sobre ele incide ou o filtro sobre ele colocado.

31 De que depende afinal a cor de um objecto? Os objectos ao serem iluminados, absorvem parte da luz que sobre eles incide e reflectem ou transmitem (no caso de serem transparentes) a restante. Assim, nós vemos os objectos porque eles reflectem luz (por serem corpos iluminados). A cor vai depender da luz que recebemos deles, isto é da luz absorvida e consequentemente reflectida. A cor de um objecto depende: Do material de que é feito esse objecto. Esse material absorve determinadas radiações e reflecte outras. Da luz que incide nesse objecto.

32 Esquemas que traduzem e explicam a cor de um objecto, através das radiações absorvidas/reflectidas. CONCLUSÃO: Utilização apenas das cores: vermelho, verde e azul. Na retina (fóvea), existem apenas três tipos de cones. A excitação de cada um destes três tipos de cones dá origem à percepção de 1 cor primária. Todas as cores que vemos são diferentes combinações destas três cores! Por isso se diz que o vermelho, verde e azul são as cores primárias. Por que motivo não conseguimos visualizar bem as cores se não tivermos uma boa iluminação? Porquê A cor resulta destas diferentes combinações que correspondem a diferentes excitações d o s c o n e s, l o g o o preto,o cinzento e o branco não são cores! O preto é uma cor? E o cinzento? E o branco? Aula nº2 Com pouca intensidade, os cones não são estimulados. Na retina, também existem os bastonetes (responsáveis pela visão nocturna), que apenas detectam tons de cinza.

33 Aula nº2 De que cor é um objecto que reflicta vermelho e verde? Utilização do Color addition spotlight A tabuada das cores CONCLUSÃO: As cores secundárias são: - Magenta = Azul + Vermelho - Ciano = Azul + Verde - Amarelo = Vermelho + Verde Mistura aditiva Início da aula: Um objecto verde ao ser incidido com luz azul, ficou preto! Porquê Outra forma de obter outras cores, mas agora subtraindo.

34 Mistura subtractiva obtida através de Mistura de pigmentos baseado na Sobreposição de filtros CONCLUSÃO: A cor de objectos iluminados é um processo Mistura aditiva Mistura subtractiva Duas formas distintas de obter novas cores!

35 Minitestes Realizados no final das aulas teóricas Constituem um elemento de avaliação Duração: 5 min Miniteste nº 1 1. A pêra é uma fruto bastante apetecível. Observa a pêra representada na figura seguinte e considera-a completamente verde. a) De que cor são as radiações absorvidas pela pêra? b) De que cor são as radiações reflectidas pela pêra?

36 2. Classifica verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmações. a) A luz tem cor e dá a sua cor ao objecto. b) Os objectos têm sempre a mesma cor. c) A cor de um objecto depende do material de que é feito e da luz que ele absorve, incide ou reflecte. d) Se um objecto é verde, isso significa que reflecte radiação de cor verde. e) A cor dos objectos resulta da mistura da cor da luz com a cor dos objectos. f) Um filtro colocado em cima de um objecto, dá-lhe a sua cor.

37 Miniteste nº 2 1. Considera uma caixa amarela, como mostra a figura. 1.1 De que cor fica a caixa se for iluminada por: a) luz vermelha? b) luz verde? c) luz azul? Justifica as respostas anteriores com a Tabuada das Cores. 1.2 Como se designa a mistura de cores que permite responder à questão anterior? Justifica.

38 Bibliografia Gardner, R. (1978). "Colored lights and shadows". Physics Teacher, 16, 477. Laurinda L. e Sá, S. (1997). "Cor, óptica e pintura". Gazeta da Física, 20, Lawrence D. Woolf (1999). "Confusing color concepts clarified". Physics Teacher, 37, Viennot, Laurence (2002). Teaching Physics. Kluwer Academic Publishers. Conceptual Physics Addison Wesley, Hewitt, Paul G,2002. URL: