Dinamização no ensino de ciências por práticas experimentais: Making science teaching more dynamic through experimental practices

A proposta deste trabalho é estimular o aprendizado em física de alunos do ensino médio e despertar os seus interesses pela área de pesquisa em ciências físicas. Eles são orientados por professores e monitores a construir experimentos de física, usando ferramentas adequadas. Esta prática extracurricular os ajudam a compreender a importância que os fenômenos físicos associados aos experimentos apresentam no mundo moderno e, em seus cotidianos. Desta prática, foi observado que a abordagem de conteúdos pela experimentação torna a aula de física mais dinâmica. Neste caso, o aluno monitor teve um papel fundamental, onde o mesmo participou efetivamente das discussões dos conteúdos. O aluno monitor foi instigado a entender os fenômenos físicos que envolvem a experiência. Com este trabalho vemos indicações de que é possível despertar a curiosidade pelo aprendizado e traçar metas que superam as formas tradicionais usadas em sala. Este trabalho faz parte de um projeto desenvolvido entre a Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), juntamente com a Fundação de Amparo a Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES). O mesmo é desenvolvido com dez alunos da segunda série do ensino médio de uma escola pública, localizado no município de Sooretama norte do ES. Nesta região, há um grande índice de evasão escolar, sendo uma das metas diminuir este índice. Portanto, será relatado como a construção de experimentos ajudou no aprendizado, na interação entre professor e aluno, na busca pela pesquisa e na permanência dos alunos na escola em questão

Magnetic anisiotropy in epitaxial filmsFe/Mn, Fe/Mn/Fe e Fe/Mn/Co

Submitted by Erika Demachki ([email protected]) on 2015-01-16T17:15:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5)Approved for entry into archive by Erika Demachki ([email protected]) on 2015-01-16T17:30:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5)Made available in DSpace on 2015-01-16T17:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Márcio Solino Pessoa - 2013.pdf: 3016321 bytes, checksum: 0475321bc8fda0cf44f37f4a946b3725 (MD5) Previous issue date: 2013-06-07Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESThis work reports the study of magnetic anisotropy of Fe/Mn bilayers, and Fe/Mn/Fe and Fe/Mn/Co trilayers, grown by molecular beam epitaxy onto monocrystalline MgO(001) substrates. Samples were produced with the Fe layer grown at a temperature of 175 ° C, with a thickness of 5 or 10 nm, the Co layer grown at 50 ° C, with a thickness of 2 or 5 nm, and the Mn layer grown at temperatures of 50 ° C, 150 ° C or 175 ° C, with thicknesses in the range from 0.80 to 2.20 nm. The angular variations of the in-plane absorption field, at Q-band (33.9 Ghz) microwave frequency, reveal the presence of a large four-fold magnetic anisotropy in all studied films. In samples with thicker Mn layers, two uniform resonance modes of bcc-Fe and bcc-Co layers are excited by the microwave field. The angular variations of the in-plane absorption field reveal for both layers the presence of fourth order cubic magnetic anisotropy. Films with the Mn layer thickness exceeding 1.16 nm exhibits, however, only a single absorption mode due to the overlapping of Fe-bcc and Co-bcc uniform resonance modes. Experiments at X-band (9.4 GHz) microwave frequency reveal the excitation of non-aligned and non-resonant modes, suggesting, for samples with the Mn layer grown at low temperature, a non-collinear coupling between the magnetic layers in the presence of low-intensity magnetic fields. Four-fold magnetic anisotropy constants in the range from 3.0 x 105 to 4.8 x 105 erg/cm3 for the Fe layer, and from 2.0 x 105 to 6.4 x 105 erg/cm3, for the Co layer, are given by the experiments. The magnetic parameters deduced from the in-plane measurements at Q-band microwave frequency are used to fit the in-plane and out-of-plane angular variations of resonance fields at X-band frequency.Este trabalho relata o estudo da anisotropia magnética em bicamadas Fe/Mn, e tricamadas Fe/Mn/Fe e Fe/Mn/Co, crescidas por epitaxia de feixe molecular sobre substratos monocristalinos de MgO (001). As amostras foram produzidas com a camada de Fe crescida à temperatura de 175°C, com espessura de 5 ou 10 nm, a camada de Co crescida à temperatura de 50°C, com espessura de 2 ou 5 nm, e a camada de Mn crescida a temperaturas de 50°C, 150°C ou 175°C, com espessuras na faixa de 0.80 a 2.20 nm. As variações angulares do campo de ressonância no plano dos filmes, em banda-Q (33.9 GHz) de frequência de micro-ondas, revelam a presença de anisotropia magnética cúbica de quarta ordem em todas as amostras estudadas. Para as tricamadas Fe/Mn/Co com menores espessuras da camada de Mn, os modos uniformes de ressonância de Fe e de Co, são excitados pelo campo oscilante de micro-ondas. As variações angulares de campo de ressonância no plano dos filmes revelam a presença de anisotropia magnética de quarta ordem nas duas camadas. Filmes com camada de Mn com espessura superior a 1.16 nm apresentam, entretanto, apenas um modo uniforme de ressonância, atribuído à sobreposição dos modos uniformes de ressonância das camadas de Fe-bcc e de Co-bcc, como resultado de efeitos de interface que reduzem a diferença entre as magnetizações efetivas das duas camadas. Experimentos em banda-X (9.4 GHz) de frequência de micro-ondas revelam a presença de modos não alinhados e não ressonantes, sugerindo, para amostras com camada de Mn crescida em baixa temperatura, um acoplamento não colinear entre as camadas magnéticas na presença de campo magnético de baixa intensidade. Constantes de anisotropia cúbica de 3.0 x 105 a 4.8 x 105 erg/cm3 para a camada de Fe, e de 2.0 x 105 a 6.4 x 105 erg/cm3, para a camada de Co, são deduzidos dos experimentos. Os parâmetros magnéticos deduzidos das variações angulares do campo de ressonância no plano das amostras, em banda-Q de frequência de micro-ondas, são usados para simular em banda-X as variações angulares do campo de ressonância no plano e fora do plano dos filmes

Obtenção e análise de laços de histerese magnética: uma inserção de estudantes em pesquisas de magnetismo

Um aparato experimental para a obtenção de curvas de histerese magnética foi construído, com a participação de estudantes de licenciatura em física, visando uma visualização dos fundamentos que caracterizam a resposta magnética de materiais ferromagnéticos submetidos a campos magnéticos alternados. Foram obtidos laços de histereses do núcleo secundário de um transformador, visualizando-os na tela de um osciloscópio na forma gráfica de tensão em um capacitor conectado ao enrolamento secundário em função da tensão medida em um resistor conectado ao enrolamento primário. Os laços foram obtidos para cinco valores de tensão aplicadas ao primário do transformador na faixa de 160–220 V. Foi observado um aumento nos campos coercivo, remanente e magnetização máxima com o aumento da tensão no primário. As curvas de permeabilidade magnética relativa apresentam um máximo próximo aos valores de campo coercivo, e assim observou-se a não linearidade da permeabilidade com o campo intensidade magnética. Por fim, com o aumento da tensão, os estudantes estimaram a potência perdida em 5 curvas de histerese associadas a rotação de dipolos magnéticos e fatores dinâmicos