Investigaciones previas reportan que la física cuántica presenta dificultades de aprendizaje y de enseñanza en el nivel superior de la formación de docentes de física. Es prioritario promover acciones que favorezcan una mayor comprensión de conceptos fundamentales de física cuántica entre los futuros docentes de física ya que éstos contenidos están incorporados en los documentos curriculares de la escuela media en Argentina. El trabajo que se presenta intenta hacer un aporte en esa dirección, proponiendo una estrategia de enseñanza sobre la dualidad onda-partícula (DOP) en un curso de un profesorado de física de la ciudad de Córdoba. Retomando resultados de investigación sobre esta problemática, se propone una intervención en la cual la novedad reside en la incorporación de la dimensión interpretativa de la física cuántica en la enseñanza, algo inusual en las prácticas regulares sobre estos contenidos. La investigación es exploratoria y de corte interpretativo. Los resultados, aunque acotados a la naturaleza del estudio, muestran que incorporar la dimensión interpretativa en la enseñanza de la física cuántica ayuda a los futuros docentes a elaborar explicaciones del experimento de la doble rendija, consistentes con alguna realidad de los objetos cuánticos.
Investigaciones previas reportan que la física cuántica presenta dificultades de aprendizaje y de enseñanza en el nivel superior de la formación de docentes de física. Es prioritario promover acciones que favorezcan una mayor comprensión de conceptos fundamentales de física cuántica entre los futuros docentes de física ya que éstos contenidos están incorporados en los documentos curriculares de la escuela media en Argentina. El trabajo que se presenta intenta hacer un aporte en esa dirección, proponiendo una estrategia de enseñanza sobre la dualidad onda-partícula (DOP) en un curso de un profesorado de física de la ciudad de Córdoba. Retomando resultados de investigación sobre esta problemática, se propone una intervención en la cual la novedad reside en la incorporación de la dimensión interpretativa de la física cuántica en la enseñanza, algo inusual en las prácticas regulares sobre estos contenidos. La investigación es exploratoria y de corte interpretativo. Los resultados, aunque acotados a la naturaleza del estudio, muestran que incorporar la dimensión interpretativa en la enseñanza de la física cuántica ayuda a los futuros docentes a elaborar explicaciones del experimento de la doble rendija, consistentes con alguna realidad de los objetos cuánticos.
El experimento de la doble rendija es uno de los sistemas más ampliamente analizados en la enseñanza y el estudio de la física cuántica. Este trabajo examina su vínculo con distintas concepciones sobre la interpretación de la teoría cuántica. Con base en las mismas, se realiza un análisis temático de contenido aplicado a cuatro libros introductorios de física de nivel universitario. Los resultados muestran que dichas concepciones no sólo están presentes en el tratamiento de la doble rendija, sino que también se reproducen en el estudio de otros sistemas y temáticas afines
La dualidad onda-partícula es uno de los principales temas estudiados en la física cuántica; dadas las diferentes dificultades de aprendizaje reportadas en varias investigaciones sobre este tópico, en este artículo se analiza el experimento de la doble rendija con electrones desde el enfoque del razonamiento científico propuesto por Ian Hacking; el cual plantea seis estilos de pensar y hacer científicos creados durante el desarrollo del conocimiento científico en la tradición europea, originada desde la antigua Grecia; los cuales permiten mostrar que hay distintos modos de razonar en ciencias ayudando así a mostrar la complejidad del razonamiento científico y una consideración menos parcial de los logros culturales de la física. Para ello, se realizó un análisis de contenido de cinco artículos de investigación que reportan este experimento y dos libros de textos de física. Se encuentra que, para una explicación adecuada del fenómeno abordado en este experimento, se requiere de cuatro estilos de pensar y hacer científicos: los estilos matemático, experimental, modelamiento hipotético, y el estadístico y probabilístico. Una implicación en la enseñanza de la física cuántica es que no es posible centrarse en uno solo de estos estilos para comprender apropiadamente los conceptos y principios que subyacen a esta teoría.
En las teorias fisicas clasicas aceptamos sin reparo que la observacion necesaria para hacer mediciones y dar cuenta de las cualidades, no altera las propiedades de un sistema fisico. O en otras palabras, el acto de medir no perturba el sistema; o si lo perturba se puede hacer despreciable o sino, se puede hacer la perturbacion que acompana a la observacion pequena, podemos calcular el efecto de esa perturbacion y compensarlo para lograr una precision arbitraria. Sin embargo, desde la teoria cuantica el supuesto de la atomicidad nos impide hacer despreciable el acto de observar, el acto de medir. La interaccion necesaria para medir, no se puede hacer arbitrariamente pequena porque los objetos fisicos que interactuan tienen en general propiedades fisicas las cuales vienen en paquetes de onda, en quantums. Cuando se exige una medida precisa, se requiere una interaccion fuerte y entonces el aspecto estadistico de la naturaleza se revela en todo su esplendor. Es decir, la perturbacion produce una interaccion fuerte y el comportamiento individual se hace incontrolable. Asi solo nos queda prever el comportamiento estadistico. Esta problematica dada en la fisica se transpone al aula de clase y se convierte en un problema de comprension para los estudiantes de un curso introductorio de mecanica cuantica. En este trabajo se presenta un material para la ensenanza de este tema constituido por analogias y visualizaciones con el fin de ayudar a los estudiantes en su comprension. Este material ha sido usado con estudiantes del curso Mecanica Cuantica II de la licenciatura en fisica de la Universidad Pedagogica Nacional.
RESUMEN: Un número considerable de investigaciones (Ostermann, 2000; Gil y Solbes,1986; Fischler y Lichtfeldt, 1992; Arons,1990), señalan serios problemas en la enseñanza de la física moderna. Estos autores resaltan que en la enseñanza de la física se desconoce el carácter no lineal del desarrollo científico y, en consecuencia, no se tienen en cuenta las dificultades que tal linealidad genera en la comprensión de las dinámicas científicas y, desde luego, en la postulación del conocimiento mismo. Esta situación pareciera inducir a que tampoco se reflexione acerca de las profundas diferencias conceptuales existentes entre la física clásica y la física moderna. En el caso particular de la dualidad onda-partícula, en algunos textos universitarios (Serway, 2005; Reese, 2002; Resnik, 2005), se observa un privilegio de la perspectiva clásica y ondulatoria de la luz, cuando se intentan resolver las situaciones físicas que involucran este fenómeno, perspectiva que resulta insuficiente para comprender problemas actuales y que son propios de la Física. Se plantea entonces que a estas maneras de significar y de enseñar estos conceptos, subyace un modo particular de asumir la Ciencia y la enseñanza, y en tal sentido, se adelanta un análisis histórico y epistemológico de la perspectiva Louis De Broglie, por considerar que su particular manera de abordar y formalizar el fenómeno de la luz en su obra titulada: Recherches sur la théorie des quanta (1924), permite, no solo explicitar maneras de hacer ciencia sino que, además, puede ser de vital importancia para resignificar la dualidad onda – partícula y justificar el planteamiento de una visión simultanea de las propiedades ondulatorias y corpusculares de la luz. En este sentido, se estima que esto posibilite un abordaje integral del fenómeno de la luz mediante la dualidad onda – partícula, concepto que constituye un punto de inflexión entre la teoría cuántica y la teoría clásica. Al respecto, conviene resaltar que Louis De Broglie (1924) el que considera, por primera vez, la posibilidad de establecer las propiedades ondulatorias del electrón, que hasta ese entonces era considerado totalmente como una partícula. Finalmente, se plantean unas implicaciones didácticas que surgen como producto del análisis de la perspectiva Louis De Broglie (1924) y de los datos obtenidos con la aplicación de algunos instrumentos a cuatro casos de la Universidad de Antioquia.
A pesar de casi un siglo, la física cuántica y los fenómenos cuánticos parecen tener todavía algunas dificultades para\ninfluir en el cerebro humano y la lógica; de ahí el esfuerzo considerable que recientemente se ha estado realizando\npara vencer tales dificultades. Como una parte de los esfuerzos internacionales, se desarrollo un cuestionario llamado:\nCuestionario de Conceptos Cuánticos (QCQ, por sus siglas en inglés) para investigar las ideas del estudiante sobre\nalgunos conceptos en la física cuántica y fenómenos cuánticos. En este trabajo, los conceptos de electrón, función de\nonda, la dualidad onda-partícula y la estructura de átomo son expresamente investigados y los datos obtenidos son\nanalizados estadísticamente. El QCQ fue aplicado a 71 estudiantes de licenciatura para completar el curso de física\ncuántica en la Facultad de Educación de Buca, Dokuz Eylül en la Universidad en Izmir, Turquía. Finalmente algunos\nresultados importantes de la investigación son presentados, discutidos y ciertas sugerencias son realizadas de manera\nbreve.
en el presente artículo se presenta una reflexión en torno a los conceptos de estado y principio de superposición desde el contexto clásico y cuántico. Se resaltan las estrategias y nociones que utilizan los pensadores para la explicación de los fenómenos a nivel atómico; explicación que esta soportada por una formalización que el sujeto hace y por una imagen como soporte de su elaboración. Además, el proceso de formalización se caracteriza por la construcción de relaciones que dan cuenta del sistema. En este sentido, se dan ejemplos que permiten conceptualizar la noción de estado y el principio de superposición dentro de los dos contextos ya que estos juegan un papel fundamental en el formalismo de toda teoría física. El abordar este análisis permite aportar elementos para la enseñanza de la mecánica cuántica en ingeniería dando la posibilidad de desarrollar una práctica pedagógica y didáctica diferente a la usual.