Este trabalho teve como objetivo central desenvolver um produto educacional (Sequência Didática) que possa potencializar a aprendizagem significativa de conceitos da Física Moderna e Contemporânea, a partir do estudo da Teoria de Produção e Emissão de Radiação X, no nível médio de ensino. O presente estudo discutiu a influência da aplicação de uma sequência didática, construída com base no modelo de Méheut e fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, na inserção da Física Moderna e Contemporânea no nível médio, utilizando a Teoria de Produção e Emissão de Radiação X como tema principal. Foi realizada uma análise quantitativa, usando o teste qui-quadrado de Pearson, para verificar a possível associação entre a aplicação da sequência didática e o rendimento dos estudantes, a partir de questionários elaborados de acordo com a Taxonomia de Bloom revisada. Foi realizada uma análise de mapas conceituais com base na percepção da diferenciação progressiva e da reconciliação integradora de conceitos, para verificar a ocorrência da aprendizagem significativa dos estudantes acerca dos conceitos da Teoria da Radiação X. Os resultados da análise quantitativa mostraram a existência de uma associação estatisticamente significante entre o rendimento dos estudantes da turma experimental e a aplicação do produto educacional (Sequência Didática), enquanto que a análise dos mapas conceituais indicou a ocorrência de aprendizagem significativa, com base na diferenciação progressiva e reconciliação integradora de conceitos, o que valida a estratégia de ensino desenvolvida para o ensino de conceitos de Física Moderna o Contemporânea no Ensino Médio.