¿Cuál es un buen enfoque para abrir un club de física moderna en la escuela secundaria?

Answer 1

Enfatizaría cosas experimentales, aunque algunas de ellas podrían requerir la ayuda de un maestro. Puedes comenzar con láser. Son inherentemente mecánicos cuánticos; dependen de la existencia de niveles de energía cuantificados y del efecto cuántico de la emisión estimulada.

Puede observar las líneas espectrales, particularmente las de lámparas de sodio de baja presión y del sol. (Hay espectrómetros económicos que pueden hacer esto, o puede obtener algunos de una persona de demostración de la escuela secundaria). Las líneas espectrales no deberían existir, según la física clásica. Los LED y los transistores también se basan en la física cuántica. También lo es la superconductividad, y puede demostrar superconductores de alta temperatura con algo de nitrógeno líquido para suspender un pequeño superconductor en un campo magnético.

Si va a usar nitrógeno líquido (requiere alguien con experiencia para supervisar), entonces puede atraer a los estudiantes haciendo helado de nitrógeno líquido. Solo toma unos segundos para hacer.

Recomiendo que comience con estos simples experimentos para atraer a las personas. Una vez que las personas reconocen que la física cuántica es cotidiana, es más probable que se intrigen con sus misteriosas propiedades.

Sobre la relatividad, discutiría el experimento Haefling-Keating. Volaron un reloj en un avión y mostraron que el tiempo se ralentiza con el movimiento y se acelera con la altitud. Y puede hablar sobre el papel que juega la relatividad, tanto especial como general, en la ubicación GPS tal como se utiliza en su teléfono celular. Discuto esto en detalle en mi libro reciente.

Answer 2

No soy bueno en este tipo de cosas.

Creo que su mejor ayuda, y probablemente un ingrediente necesario, sería un maestro de ciencias en su escuela secundaria que patrocinaría al grupo, pero que también le daría consejos sobre las cosas que podría hacer para construir un grupo fuerte.

Para tener un grupo exitoso necesitarás cosas que involucren acción. Una restricción serán los recursos financieros que su escuela secundaria puede proporcionarle. La otra restricción serán los problemas de responsabilidad. ¿Por qué problemas de responsabilidad? Considere que hacer su propio aparato de doble rendija implica el uso de un láser. Los padres de un niño pueden tener un nivel de láser en casa que tiene un láser bastante potente, uno que era una advertencia seria de peligro para los ojos en su caso en un lugar prominente. Si su hijo mira al rayo de ese láser y sufre daños en la retina, es una tragedia, pero nadie es demandado. Si sucediera lo mismo en la escuela, entonces la escuela y / o el maestro patrocinador podrían ser demandados. Ese problema nos devuelve al dinero. Para hacer un dispositivo de manera segura con, por ejemplo, el láser de nivel de ese carpintero, la persona que apunte inicialmente con el láser debe usar las gafas apropiadas diseñadas para bloquear la luz de la frecuencia del láser. El aparato en sí se puede construir por alrededor de $ 50, la parte más cara es el láser. (Los láseres menos potentes son más seguros, pero el patrón de interferencia es mucho más difícil de ver). Pero las gafas cuestan alrededor de $ 200 si no recuerdo mal. (Si estuvieras en una universidad, el laboratorio de física ya tendría las gafas protectoras porque hacen ese tipo de cosas todo el tiempo). Una vez que tienes el aparato básico configurado, podría cubrirse para que nadie mire accidentalmente directamente al rayo laser. Hay cosas que podría investigar, como lo que sucede con el patrón de franjas si corta un agujero redondo en la pantalla de detección y coloca una segunda pantalla detrás de él.

Otro tipo de aparato que podría usarse para investigar fenómenos cuánticos requeriría dos espejos semiplatos y dos espejos de primera superficie y un láser. Pero el truco consiste en alinear perfectamente las cuatro pequeñas piezas de vidrio, y para eso; probablemente necesite una especie de mesa óptica con agujeros pretaladrados en ubicaciones precisas, soportes para colocar en los agujeros, etc.

Comprar el vidrio para ese conjunto de experimentos es relativamente barato. Construir o comprar la mesa óptica y los soportes sería un trabajo largo y frustrante (pero buena experiencia si pudieras soportar la frustración de construirla, ¿cómo está tu maestro de taller de metal, si tienes uno?). O, si compraste un producto comercial, supongo que sería costoso.

Creo que muy pocos estudiantes podrán mantener el interés en un club de discusión solamente. Trabajé en artículos de Wikipedia relacionados con el campo y, a menudo, me resultaba difícil entablar debates que no se redujeran a la afirmación de corrección de alguien basada en su EM o doctorado. Las personas tienen sus propias narrativas que asocian con fenómenos y ecuaciones, e incluso con personas con educación universitaria es difícil evitar conflictos sin forma de salir adelante. Cuando estaba en la universidad ocasionalmente moderaba las discusiones entre dos estudiantes de física y un amigo estudiante de biología que podían estallar fuera de control a pesar de que en realidad estaban de acuerdo entre ellos sin darse cuenta. (Los tres llegaron a ser conocidos en sus campos). Como estudiantes de secundaria probablemente habrían sido aún menos capaces de mantener la calma y realmente escucharse mutuamente.

Si tienes un experimento de doble rendija, al menos tienes un fenómeno que se niega obstinadamente a hacer las cosas solo porque crees que es tan intuitivamente obvio que no hay forma de que la realidad no coopere. De modo que ese tipo de “individualismo” obstinado del mundo real puede dar a las discusiones al menos un punto de estabilidad para trabajar.

Answer 3

Bueno, el problema aquí es que la barrera de entrada es bastante alta, por lo que probablemente no puedas hacer cosas de vanguardia en profundidad.

Hacer que la gente se interese … La mayoría de las personas que podrían estar interesadas probablemente ya lo estén. Tal vez anuncie todo de una manera que no grite matemáticas y física complejas a las personas.

“Cómo funciona el universo”. O algo así podría funcionar. Quizás se refiera a algo presente en la vida cotidiana de las personas que depende de estas cosas.

También trabaje con eventos actuales, por ejemplo, si tenía un club así cuando se detectaron las ondas gravitacionales, podría hablar sobre eso y por qué es tan importante (o no).

Otra idea sería crear un “tema” para cada sesión o conjunto de sesiones. Como un viaje interestelar o algo así.

Para esto, o como un método en sí mismo, puede incorporar algo de ciencia ficción a la mezcla. Vea un episodio de Star Trek que presenta un fenómeno particular. Hable acerca de la ciencia detrás de las unidades warp. Guerra en el espacio. Ese tipo de cosas. (Por ejemplo, por qué los misiles guiados serían preferibles a las armas de energía en la guerra espacial de largo alcance).

Asegúrate de mantenerlo tangible, a menos que la gente quiera ir más allá.

Si la gente realmente está interesada en esto, puedes utilizar teorías como la inmortalidad cuántica.

Solo asegúrese de verificar y verificar sus hechos y palabras correctamente.

Si te mantienes alejado de las matemáticas, la mayoría de estos temas no son realmente tan aterradores.

Answer 4

Bueno, yo mismo encontré predilección solo por su cruda singularidad. Tal vez solo haga que se explique por sí mismo. Dejen que aquellos que piensan que son capaces de este aspecto participen ellos mismos.

Answer 5

Reúna a un grupo de estudiantes a quienes les guste estas cosas y simplemente comience a reunirse. Anuncie en los foros de bullitin y en la página web de la escuela. Comience una página de Facebook.

No creo que los estudiantes de secundaria en general tengan tanto miedo de estos temas como simplemente desinteresados.