O experimento da borracha quântica: discutindo o quântico pelo clássico em sala de aula

Abstract

O presente trabalho é voltado ao professor da Educação Básica, mas pode também atender aos interesses da Formação Inicial e Continuada de Professores, e propõe uma atividade que abrange duas áreas que carecem de maior atenção no Ensino de Física atual: a inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, bem como a proposição de novas atividades experimentais àquele segmento da Educação Básica. Nesse sentido, o experimento denominado “borracha quântica” aborda, qualitativamente, alguns dos princípios fundamentais da Mecânica Quântica. O experimento é composto, basicamente, de um laser e de alguns filtros polarizadores, obtidos a partir da tela de mostradores digitais usados, como calculadoras e multímetros, e permite a contextualização e a discussão dos conceitos quânticos de função de onda, estados quânticos, superposição de estados, probabilidade, determinação do estado e colapso da função de onda, segundo a interpretação da Escola de Copenhague. Os conceitos propostos, baseados nos postulados da Mecânica Quântica, passaram por um processo de transposição didática, de modo a se adaptarem ao nível cognitivo dos estudantes do Ensino Médio. O aparato experimental é de fácil construção e utiliza materiais de baixo custo, sendo bastante viável sua exploração em sala de aula pelo professor. Os resultados obtidos experimentalmente foram considerados de boa qualidade e condizentes com o esperado, quando da aplicação do experimento a uma turma mista de estudantes do Ensino Médio.