Proposal for quantum physics in secondary school

Dificultades en el aprendizaje y la enseñanza de la Física Cuántica en el bachillerato

“…Muchas veces se centra en el nivel universitario y en trabajos sobre simulaciones informáticas y experimentos «sencillos». Se ve que hay un consenso general sobre la necesidad de abordar el estudio de la Física Cuántica desde el final de la educación secundaria (Michelini et al, 2000;Olsen, 2002) y en los primeros cursos de la universidad e incluso en la formación del profesorado (Greca y Herscovitz, 2002;Kalkanis et al, 2003;Pereira et al, 2012), interés que deriva de la importancia del tema para la alfabetización científica de los individuos que van a seguir o no estudios científicos y tecnológicos. En esta línea, cabe destacar a algunos autores preocupados por el poco interés de los alumnos hacia la ciencia, y en un intento de transformar los contenidos en algo atractivo, recomiendan modernizar los cursos de Física de secundaria y los introductorios a la universidad mediante la presentación de las ideas cuánticas y relativistas (Holbrow et al, 1995;Solbes, 1996;Ostermann y Moreira, 2000).…”

Uma abordagem conceitual e fenomenológica dos postulados da física quântica

“…Note, também, que esses dois autoestados são ortogonais, isto é, são estados mutuamente exclusivos (MICHELINI et al, 2000): na saída de BS 2 , se o fóton estiver no estado , por exemplo, o detector D 4 não medirá nada 6 .…”

“…Um polaroide atua na luz como um processo irreversível, e pode-se dizer que este dispositivo funciona como uma medição do observável associado à polarização, seguindo o segundo postulado (MICHELINI et al, 2000). No IVMZ, supondo-se que a fonte emite um feixe cuja polarização é plana na direção horizontal, pode-se considerar que cada fóton está em um estado de polarização linear correspondente (BROM; RIOUX, 2002).…”

“…Como as dificuldades conceituais são inevitáveis, simplificar a abordagem matemática se tornou uma prioridade (HOEKZEMA et al, 2007). Esforços para apresentar uma estrutura matemática mínima para alunos de nível médio têm sido feitas (POSPIECH, 1999;MICHELINI et al, 2000), e muitas abordagens conceituais para a FQ têm sido descritas (ADAMS, 1998;DOBSON et al, 2000;IRESON, 2000;POSPIECH, 2000;GIANINO, 2008;JOHANSSON;MILSTEAD, 2008;PEREIRA et al, 2009).…”

Investigating and improving student understanding of the probability distributions for measuring physical observables in quantum mechanics

“…Therefore, it is important for upper-level undergraduate and PhD students to develop proficiency with the probability distributions of measurement outcomes when different physical observables are measured in a given quantum state of the system. Indeed, several prior studies have found that many advanced students struggle with the foundational issues in quantum mechanics including measurement (e.g., see [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]). Studies have focused on diverse pedagogical approaches for helping students learn quantum mechanics better (e.g., see [13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26]), and visualization tools such as QuVIS and QuTIP have been developed to help students develop intuition about quantum mechanical phenomena [23,24].…”