Interference intermediate phenomena and quantum entanglement: the virtual Mach-Zehnder interferometer integrated with teaching activities

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2018v35n1p185

Abstract

In this paper, we present a set of teaching activities that can be used to explore concepts of Quantum Physics from the computer simulation of the Mach-Zehnder interferometer. These activities were developed according to Vygotsky’s mediation theory and Bakhtin’s linguistic philosophy in a PhD research. The set of activities is one of the steps that compose the restructuring of the computer simulation, allowing one to explore beyond the polarization of light and demolition detectors, the beam splitters with variable coefficients and the non-demolition detectors. This makes it possible to simulate interference in classical system (laser source), in quantum system (single photon), intermediate phenomena of quantum interference and quantum entanglement. Students’ understanding of these phenomena is not trivial, requiring great qualitative changes. The mediation by software and didactic activities seeks to be a means for this to be established. These teaching activities, whose main function is to work as mediational tools in the teaching-learning process, behaves as a starting point for more phenomenological approaches to Quantum Physics (not necessarily be limited to) both in Pre-service Physics teachers’ as Bachelor Physics courses.

 

Author Biographies

Jader da Silva Netto, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, Campus Bento Gonçalves

Licenciado em Física (2000) pela Universidade Federal de Santa Maria, com Mestrado (2008) e Doutorado (2015) em Ensino de Física, ambos pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, tendo realizado Estágio de Pós-Doutorado (2017) nessa mesma instituição. Foi professor da rede pública de educação do Rio Grande do Sul, de 2002 a 2008. Em 2009 ingressou na Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica. É professor no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Bento Gonçalves. Tem interesse na área de Educação em Ciências, com ênfase em Ensino de Física, nos seguintes temas: formação de professores, ensino de Física Quântica e perspectiva sociocultural.

Fernanda Ostermann, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Licenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1987), com Mestrado (1991) e Doutorado na área de ensino de Física (2000), ambos também pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. De 1989 a 1992, atuou como professora de Física na rede pública estadual de ensino de Porto Alegre. Por concurso público, ingressou como professora, em 1994, no Departamento de Física da UFRGS. Atualmente, ocupa o cargo de Professora Titular, sendo membro permanente do Programa de Pós-graduação em Ensino de Física e líder de grupo de pesquisa. Em 2017, foi eleita presidente da Associação Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências.

Cláudio José de Holanda Cavalcanti, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Bacharelado em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1989), mestrado em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1993) e doutorado em Física pela mesma universidade (2001). Por aprovação em concurso público, desde junho de 2006, é professor adjunto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em regime de dedicação exclusiva. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Modernização Curricular, atuando principalmente nos seguintes temas: inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no ensino médio, avaliações em larga escala, métodos mistos de pesquisa e outros temas relevantes em Ensino de Física.

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Published

2018-04-25

How to Cite

Netto, J. da S., Ostermann, F., & Cavalcanti, C. J. de H. (2018). Interference intermediate phenomena and quantum entanglement: the virtual Mach-Zehnder interferometer integrated with teaching activities. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 35(1), 185–234. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2018v35n1p185

Issue

Vol. 35 No. 1 (2018)

Section

Relatos e propostas de experiências didáticas

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