SeCiF

La Meccanica Quantistica con il metodo della somma sui molti cammini di Feynman

Mi auguro che riusciate ad accettare la Natura per quella che è: assurda
R. Feynman

Panoramica

Questo materiale è stato sviluppato nell'ambito del progetto SeCiF per avvicinare alla meccanica quantistica i "non fisici", cioè quanti, pur avendo una conoscenza di base della fisica abbastanza solida e un vivo interesse per il mondo misterioso e affascinante della meccanica quantistica, non hanno tuttavia gli strumenti tecnici o il tempo per affrontare il problema nel modo convenzionale con cui lo si affronta abitualmente nei corsi dedicati di livello universitario.

E' stato pensato principalmente per studenti dell' indirizzo fisico-matematico delle Scuole di Specializzazione per l'Insegnamento Secondario (SIS), che spesso non hanno seguito un corso universitario di meccanica quantistica, ma anche per studenti particolarmente interessati di scuola secondaria, e per tutti quei fisici che vogliono ripensare in modo diverso ai concetti fondamentali della meccanica quantistica.

L' approccio è quello proposto da Feynman nel suo bel libro "QED, la strana teoria della luce" e riproposto recentemente, per la didattica della Meccanica Quantistica, da vari ricercatori (vedasi ad esempio E. Fabri, LFNS XXIX, 1996, 63, E. F. Taylor et al., Computers in Physics 12, 1998, 190).

In Motivazioni sono descritti brevemente i principali motivi che rendono questo approccio particolarmente adatto ai non specialisti e quindi anche a studenti di scuola secondaria.

L'oggetto quantistico contiene il cuore del metodo: vengono presentate le ipotesi e le regole, e l'impostazione del calcolo per applicarle ai singoli casi. Di alcuni esempi significativi sono sviluppati in dettaglio tutti i calcoli con l'aiuto di semplici fogli Excel. Gli esempi discussi sono:

Nella Guida agli esperimenti vengono proposti alcuni esperimenti, che si possono fare con strumentazione generalmente disponibile anche in un laboratorio di scuola secondaria mediamente attrezzato, e che aiutano ad entrare nello spirito del metodo di Feynman, perché sono essenzialmente centrati sui due concetti che ne formano la base: il legame fra energia e frequenza, contenuto nella relazione di Planck E=hf, e il concetto dei "molti cammini" esplorati dall'oggetto quantistico nel suo moto.

In Letture si può trovare una selezione di brani, presi da testi di divulgazione scientifica, che fanno riferimento, più o meno diretto, al metodo dei molti cammini di Feynman o che possono comunque essere utili per entrare nello spirito del metodo.

Le Sperimentazioni in classe contengono la documentazione dei lavori svolti nelle classi dagli insegnanti che si sono cimentati a presentare la meccanica quantistica seguendo in parte le nostre proposte, talvolta con idee e aggiunte originali.



Last modified: Mon Dec 3 11:47:15 CET 2001