O experimento da borracha quântica: discutindo o quântico pelo clássico em sala de aula

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2021.e76484

Palavras-chave:

Ensino de Física, Atividades Experimentais, Mecânica Quântica, Borracha Quântica

Resumo

O presente trabalho é voltado ao professor da Educação Básica, mas pode também atender aos interesses da Formação Inicial e Continuada de Professores, e propõe uma atividade que abrange duas áreas que carecem de maior atenção no Ensino de Física atual: a inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, bem como a proposição de novas atividades experimentais àquele segmento da Educação Básica. Nesse sentido, o experimento denominado “borracha quântica” aborda, qualitativamente, alguns dos princípios fundamentais da Mecânica Quântica. O experimento é composto, basicamente, de um laser e de alguns filtros polarizadores, obtidos a partir da tela de mostradores digitais usados, como calculadoras e multímetros, e permite a contextualização e a discussão dos conceitos quânticos de função de onda, estados quânticos, superposição de estados, probabilidade, determinação do estado e colapso da função de onda, segundo a interpretação da Escola de Copenhague. Os conceitos propostos, baseados nos postulados da Mecânica Quântica, passaram por um processo de transposição didática, de modo a se adaptarem ao nível cognitivo dos estudantes do Ensino Médio. O aparato experimental é de fácil construção e utiliza materiais de baixo custo, sendo bastante viável sua exploração em sala de aula pelo professor. Os resultados obtidos experimentalmente foram considerados de boa qualidade e condizentes com o esperado, quando da aplicação do experimento a uma turma mista de estudantes do Ensino Médio.

Biografia do Autor

Luciano Slovinscki, UFRGS

Doutorando em Ensino de Física pelo Instituto de Física da UFRGS.

Alan Alves-Brito, UFRGS

Graduou-se em Física, fez mestrado e doutorado em Astrofísica Estelar, na Universidade de São Paulo (USP) e pós-doutorado no Chile e na Austrália. Retornou ao Brasil em 2014 para assumir, por concurso público, o cargo de professor e pesquisador no Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), onde também é, hoje, diretor do Observatório Astronômico.

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Publicado

2021-09-20

Edição

Seção

Desenvolvimento de materiais educativos