¿QUÉ ENSEÑAR DE MECÁNICA CUÁNTICA A NUESTROS ALUMNOS?
Quizá valga la pena que, antes de iniciar la unidad, se debe advertir a nuestros alumnos que los fenómenos que ocurren en mecánica cuántica no son comunes para nosotros los “terrenales”, así que no deben esperar que haya “lógica” en tales sucesos.
Los temas a desarrollar en nuestra unidad serían:
Surgimiento de la teoría cuántica. Hacer una breve reseña de las condiciones científicas de fines del siglo XIX y cómo es que Max Planck descubre teóricamente que las energías de los electrones en las fuentes de luz incandescente, se daban en valores característicos.
Cuantización y la constante h. Ejemplificar que la Física muestra cuantización en diferentes aspectos como la de la estructura atómica, la de la corriente eléctrica o el momento angular. “Postularles” la constante de Planck y la ecuación E = hf
Efecto fotoeléctrico y experimento de la doble ranura. Dualidad Onda-Partícula Comentar o de ser posible mostrar el experimento (en prepa 4 sí se puede llevar a cabo el experimento) del efecto fotoeléctrico* haciendo notar las características más importantes de este fenómeno y hacer notar lo desconcertante que fue para los primeros investigadores del tema hechos como que las intensidades de luz incidente más brillantes no hacían que los electrones salieran más veloces. Hacer algo similar para el experimento de la doble ranura
Principio de incertidumbre Explicar el principio de incertidumbre como el problema de tratar de ver un electrón para determinar su ubicación y hacer notar que el solo hecho de la interacción con un fotón es suficiente para no poder determinar correctamente la cantidad de su energía, por lo que se concluye que no se pueden tener los valores “exactos” para los dos valores (posición – energía) para una partícula en el mundo sub atómico
*Nos parece muy didáctico el video que nos mostraron acerca del experimento de la doble rendija y así como ese, hay otros para mostrar por ejemplo el efecto fotoléctrico.
La evaluación podría hacerse a partir de una serie de preguntas de opción múltiple donde se averigüe si el alumno conoce, por ejemplo:
¿Qué significa un cuanto? Ejemplos de comportamiento ondulatorio de la luz Ejemplos de comportamiento de partícula de la luz ¿Cuáles valores no son medibles con exactitud a la vez de acuerdo a la incertidumbre de Heinsenberg?
JAVIER PADILLA ROBLES
ResponderEliminarJUAN JOSÉ ESPINOSA RIVERA
¿QUÉ ENSEÑAR DE MECÁNICA CUÁNTICA A NUESTROS ALUMNOS?
Quizá valga la pena que, antes de iniciar la unidad, se debe advertir a
nuestros alumnos que los fenómenos que ocurren en mecánica cuántica no son
comunes para nosotros los “terrenales”, así que no deben esperar que
haya “lógica” en tales sucesos.
Los temas a desarrollar en nuestra unidad serían:
Surgimiento de la teoría cuántica.
Hacer una breve reseña de las condiciones científicas de fines del siglo XIX y
cómo es que Max Planck descubre teóricamente que las energías de los
electrones en las fuentes de luz incandescente, se daban en valores
característicos.
Cuantización y la constante h.
Ejemplificar que la Física muestra cuantización en diferentes aspectos como la
de la estructura atómica, la de la corriente eléctrica o el momento
angular. “Postularles” la constante de Planck y la ecuación E = hf
Efecto fotoeléctrico y experimento de la doble ranura. Dualidad Onda-Partícula
Comentar o de ser posible mostrar el experimento (en prepa 4 sí se puede
llevar a cabo el experimento) del efecto fotoeléctrico* haciendo notar las
características más importantes de este fenómeno y hacer notar lo
desconcertante que fue para los primeros investigadores del tema hechos como
que las intensidades de luz incidente más brillantes no hacían que los
electrones salieran más veloces. Hacer algo similar para el experimento de la
doble ranura
Principio de incertidumbre
Explicar el principio de incertidumbre como el problema de tratar de ver un
electrón para determinar su ubicación y hacer notar que el solo hecho de la
interacción con un fotón es suficiente para no poder determinar correctamente
la cantidad de su energía, por lo que se concluye que no se pueden tener los
valores “exactos” para los dos valores (posición – energía) para una partícula
en el mundo sub atómico
*Nos parece muy didáctico el video que nos mostraron acerca del experimento de
la doble rendija y así como ese, hay otros para mostrar por ejemplo el efecto
fotoléctrico.
La evaluación podría hacerse a partir de una serie de preguntas de opción
múltiple donde se averigüe si el alumno conoce, por ejemplo:
¿Qué significa un cuanto?
Ejemplos de comportamiento ondulatorio de la luz
Ejemplos de comportamiento de partícula de la luz
¿Cuáles valores no son medibles con exactitud a la vez de acuerdo a la
incertidumbre de Heinsenberg?