Fisica Quantistica: approccio dei cammini di Feynman

Autore:
Marco Pacini
Questo lavoro costituisce un'integrazione del percorso didattico costruito dal gruppo di Didattica Della Fisica dell'università di Pavia per l'insegnamento della meccanica quantistica nella scuola secondaria superiore. Le dispense del percorso completo sono disponibili online, al link http://www-5.unipv.it/dida-pls/filespdf/dispense2016.pdf . In questo "libro" su GeoGebraTube ci si concentra sull'utilizzo delle simulazioni, realizzate con GeoGebra, che sono parte integrante del percorso. Cercheremo di approfondire il loro significato e come esse possano essere usate per ottenere una migliore comprensione della fisica quantistica. Per ogni simulazione mostrata, sarà chiarito a quale parte delle dispense essa si riferisca. Tuttavia, al fine di dare un'idea generale del percorso anche ad un lettore che non intenda approfondirlo, verranno riassunte brevemente in questo lavoro anche quelle parti del percorso per le quali non è al momento disponibile alcuna simulazione. L’approccio didattico è basato sul metodo dei cammini di Feynman, il quale, è in grado di fornire agli studenti una visione chiara della struttura concettuale della meccanica quantistica. Infatti, sono molti i punti di forza di questo approccio, ad esempio:
  1. Formalismo matematico abbastanza semplice (sostanzialmente si tratta di rappresentare dei numeri complessi mediante vettori);
  2. Chiarezza concettuale e possibilità di avere una rappresentazione grafica del modello matematico;
  3. Possibilità di analizzare e discutere esperimenti moderni, specie di ottica quantistica;
  4. Possibilità di evidenziare le idee centrali della fisica quantistica sottolineando la differenza con i concetti classici; favorire quindi la costruzione di schemi mentali coerenti e unitari per i fenomeni quantistici, in particolare per quanto riguarda la trattazione del cosiddetto "dualismo onda-particella".
  5. Possibilità di trattare fotoni e particelle massive mediante un unico modello, evidenziando i caratteri propri di tutti gli oggetti quantistici.
Nei vari capitoli, i paragrafi che contengono una simulazione sono chiaramente contrassegnati.
Fisica Quantistica: approccio dei cammini di Feynman

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