Detecting Knowledge Construction through Legitimation Code Theory: A Study of Semantic Density in Quantum Mechanics Textbooks

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e113019

Keywords:

Quantum Mechanics Education, Legitimation Code Theory, Semantic Density, Wave Function

Abstract

This study investigates the knowledge presented in Quantum Mechanics textbooks used in higher education, focusing on the definition of the wave function. The theoretical and methodological framework is based on Legitimation Code Theory (LCT), specifically the semantic dimension and the concept of semantic density, which enables the analysis of different levels of complexity and condensation of meanings within texts. The study presents a translation device composed of five levels of semantic density and applies it to the analysis of six sections extracted from three widely used Quantum Mechanics textbooks: The Feynman Lectures on Physics (Feynman, Leighton, & Sands), Quantum Physics (Eisberg & Resnick), and Introduction to Quantum Mechanics (Griffiths). The analysis encompassed both sections dedicated to the conceptual interpretation of the wave function and sections focused on the presentation of the Schrödinger equation. The results also reveal significant differences in the organization of knowledge across the textbooks. Feynman, Leighton, and Sands emphasize quantum concepts and employ narrative and conceptual explanations; Eisberg and Resnick introduce the wave function primarily through references to classical physics; and Griffiths combines conceptual and mathematical approaches, placing strong emphasis on mathematical formalism and problem solving. The analysis of semantic profiles showed that texts characterized by semantic waves promote articulation across different levels of semantic density, varying the complexity of meanings and thereby enhancing knowledge building. In contrast, sections characterized by extended passages at high levels of semantic density, particularly at the symbolic level, tend to hinder access to meanings and conceptual understanding. The findings indicate that the semantic organization of textbook discourse directly influences learning opportunities, highlighting the importance of instructional materials that promote movement across different levels of semantic density.

Author Biographies

Marina Valentim, Universidade Federal de Catalão

Possui Doutorado em Ensino de Ciências (com ênfase em ensino de física) pela Universidade de São Paulo (USP), mestrado em ensino de física pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.(PUC-MG) e graduação em física licenciatura pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atualmente é professora da Universidade Federal de Catalão (UFCAT). Tem experiência na área de ensino de física, com ênfase em Ensino de Mecânica Quântica.

Eduardo Fleury Mortimer, Universidade Federal de Minas Gerais

É Professor Emérito da Faculdade de Educação da UFMG, bacharel e licenciado em Química, na UFMG e também Técnico em Química, formado pelo Colégio Técnico da UFMG. Antes de ingressar na Faculdade de Educação da UFMG em 1983, como professor na área de Ensino de Química, trabalhou por 3 anos como químico em indústrias e lecionou química no ensino médio por 5 anos, em escolas de Belo Horizonte. Já como professor da UFMG, fez seu mestrado em educação na casa, concluído em 1988. Em 1994 defendeu tese de doutorado na USP. Essa tese foi posteriormente ampliada e publicada pela Editora UFMG, em 2000, sob o título de “Linguagem e formação de conceitos no Ensino de Ciências”.

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Published

2026-08-26

How to Cite

Valentim, M., & Mortimer, E. F. (2026). Detecting Knowledge Construction through Legitimation Code Theory: A Study of Semantic Density in Quantum Mechanics Textbooks. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 43(2), 330–357. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e113019

Issue

Vol. 43 No. 2 (2026): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Section

Ensino e aprendizagem de Ciências/Física

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