Construção de uma câmara de nuvens para o ensino de física de partículas

Abstract

Este trabalho propõe a utilização da câmara de nuvens como recurso didático para o ensino de física no nível médio, com foco na análise das partículas provenientes de raios cósmicos e emissões de partículas alfa. Através das análises dos traços deixados pelas partículas no interior da câmara de nuvens pelos raios cósmicos foi possível distinguir partícula interagindo com o vapor do álcool como também foi utilizado o software Tracker®, para calcular as energias das partículas alfa, que variou entre 1,89 e 4,6 MeV, cujos resultados mostraram-se distintos com os dados da literatura, porém levando em consideração a diferença de densidade do ar e do álcool foi possível propor uma constante de correção que se relaciona a densidade do meio em estudo, no presente trabalho o vapor de álcool, assim tornando factível com a literatura, possibilitando que a câmara de nuvens seja utilizada como ferramenta para estimar a energia das partículas, ressaltando a necessidade de mais estudos com diferentes densidades para constatação da equivalência da constante e a densidade. A proposta visa expandir o currículo de física no ensino médio, introduzindo tópicos de física de partículas, frequentemente ausentes nesse nível de ensino. Aproveitando as novas diretrizes do ensino médio e a inclusão de matérias eletivas, busca-se proporcionar aos alunos uma abordagem experimental que integre teoria e prática, promovendo um aprendizado mais significativo. Apesar dos benefícios, a implementação dessa abordagem enfrenta desafios, como a acessibilidade de materiais específicos e a deficiência na base matemática de alguns alunos, o que pode dificultar a compreensão de conceitos mais avançados. Contudo, a proposta tem grande potencial de engajamento, ao aproximar os estudantes da ciência contemporânea e estimular o pensamento crítico. Essa abordagem pode ser adaptada para diferentes níveis de complexidade, desde o ensino de conceitos básicos até tópicos mais avançados, como a relatividade restrita, oferecendo uma valiosa oportunidade para o aprofundamento no estudo da física de partículas.