E=mc² demystified: a proposal for a didactic sequence for teaching modern physics with a focus on its applications

Throughout our professional experience we realize that Modern Physics is a matter of great interest to our students. Bombarded daily with news that highlight technological advances can change the habits and customs of our society, the curiosity about the subject is without doubt, natural. Working these subjects in the classroom should also bring students closer to scientific knowledge and make physics teaching more accessible. This essay is the result of a two-year research, focusing mainly on the equation of mass and energy E = mc², giving rise to an educational product composed of a didactic sequence, which seeks to organize the environment around this equation and to direct the student to the expected result that will be the understanding of the presented concepts, as well as the meaning and the applications of the theme. It is organized giving theoretical foundation to the contexts of Physics and the Teaching area. We begin by structuring the concepts of Energy and Mass and later the conception and importance of the speed of light through what we call "Origins of the Equation". Also, to point out the results of researchers who identified in the theme great potential for Science, Technology and Society (CTS) and Significant Learning approach, areas of teaching in which we believe our work is inserted and allied to them the interdisciplinary potentiality that the product can be exploited jointly by teachers in the areas of Physics, Mathematics and Chemistry. Finally, it is an important tool for Physics Teaching, arousing great interest and curiosity in students, and in addition, the organization of this content resulted in topics that do not necessarily need to be worked in the established order and may rather, be used separately as theoretical complementation in specific classes.No decorrer de nossa experiência profissional percebemos que a Física Moderna é matéria de grande interesse de nossos estudantes. Bombardeados diariamente com notícias que destacam avanços tecnológicos que podem mudar os hábitos e costumes de nossa sociedade, a curiosidade a respeito do tema é sem dúvida, natural. Trabalhar estes assuntos também em sala de aula, deverá aproximar os estudantes do conhecimento científico e abrir caminhos para um ensino de física mais acessível. O trabalho apresentado é o resultado de uma pesquisa de dois anos, com foco principal na equação de equivalência entre massa e energia E=mc², originando um produto educacional composto por uma sequência didática, que busca em suma, organizar o ambiente em torno desta equação e encaminhar o aluno ao resultado esperado que será o entendimento dos conceitos apresentados, assim como o significado e as aplicações do tema. Este trabalho é organizado dando-se fundamentação teórica aos contextos da Física e da área de Ensino. Iniciamos estruturando os conceitos de Energia e Massa e posteriormente a concepção e importância da velocidade da luz, através do que chamamos de “Origens da Equação”. É foco também, apontar resultados de pesquisadores que identificaram no tema grande potencial para o enfoque Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e da Aprendizagem Significativa, áreas do ensino nas quais acreditamos que nosso trabalho está inserido e aliada a elas a potencialidade interdisciplinar que o produto traz ao poder ser explorado conjuntamente pelos professores das áreas de Física, Matemática e Química. Conclui-se, que este trabalho final mostrou-se uma importante ferramenta para o Ensino de Física, despertando grande interesse e curiosidade nos estudantes, e além disso, a organização deste conteúdo resultou em tópicos que não necessariamente precisam ser trabalhados na ordem estabelecida e poderão sim, ser usados separadamente como complementação teórica em aulas específicas