Conceptualización del modelo cuántico para el comportamiento de los electrones según el enfoque de Feynman

Abstract

En esta comunicación se presentan algunos resultados de una investigación más amplia que tiene como objetivo analizar la viabilidad de la enseñanza de nociones básicas de Mecánica Cuántica relativas a los electrones en una escuela secundaria colombiana, adoptando el enfoque de Feynman. Este enfoque cuenta con la ventaja de presentar un modelo que puede ser adaptado para los estudiantes, y que soporta la construcción de la noción de probabilidad, basado en suma de vectores en el plano. Durante las implementaciones se propone a los estudiantes trabajar en grupos para afrontar las situaciones propuestas, de cuyas acciones surgirán los conceptos cuánticos propuestos para enseñar. En base a sus resoluciones se analiza el proceso de conceptualización de los estudiantes a partir de la Teoría de los Campos Conceptuales de Vergnaud. Se formularon categorías de análisis, en este documento se presenta un estudio parcial de las categorías relativas a la construcción del modelo cuántico y su utilización para explicar los resultados de la experiencia de la doble rendija en detección discreta de electrones.Esta investigación es un aporte a la enseñanza de la Física para la escuela secundaria colombiana, brindando una alternativa viable para la enseñanza de conceptos cuánticos fundamentales, concluyendo que es posible superar obstáculos en la conceptualización de las nociones cuánticas, presentando a estudiantes una técnica soportada en un nivel matemático accesible a sus conocimientos, que les permite describir el comportamiento cuántico de los electrones.

This paper presents some results of a wide research teaching the basic notions of Mechanics, as well as in a Colombian high school, adopting Feynman's approach. This approach has the advantage of presenting a model that can be adapted for students and is supported in the construction of the probability notion, based on the summitry of the vectors in a plane. During the implementations work concepts are proposed. Based on its resolutions, the conceptualization of student’s process is analyzed Vergnaud's theory of conceptual fields. Analysis categories are formulated, a partial study to the same relations of the quantum model construction is presented and they are used to explain the results of the double surrender experience in the detection of electrons. This research is a report of teaching physics in a Colombian high school, providing a viable alternative for teaching fundamental quantum concepts, concluding that it is possible to conceptualize quantum notions, presenting to the students a technique supported in a mathematical level accessible to their knowledge, which allows to describe electrons behavior. Keywords: Conceptualization, Colombian high school, teaching.

Neste artigo alguns resultados de uma pesquisa mais ampla têm como objetivo analisar a viabilidade de ensinar conceitos básicos da mecânica quântica em elétrons em uma escola colombiana, adotando a abordagem Feynman são apresentados. Essa abordagem tem a vantagem de apresentar um modelo que pode ser adaptado para estudantes, e que é apoiado na construção da noção de probabilidade, baseada na soma de vetores no plano. Durante as implementações, os alunos são propostos a trabalhar em grupos para enfrentar as situações propostas, de cujas ações os conceitos quânticos propostos irão surgir. Baseado em suas resoluções, a conceituação de estudantes é analisada a partir da teoria dos campos conceituais Vergnaud. categorias de análise é feita neste documento um estudo parcial de categorias relativas à construção e usar o modelo quântico é apresentado para explicar os resultados da experiência da dupla fenda na detecção de elétrons discreta. Esta pesquisa é uma contribuição para o ensino da Física para o ensino médio colombiano, proporcionando uma alternativa viável para o ensino básico conceitos quânticos alternativa, concluindo que é possível superar os obstáculos na conceituação de noções quântica, apresentando aos alunos uma técnica suportada em um nível matemático acessível ao seu conhecimento, que lhes permite descrever o comportamento quântico dos elétrons.