Física quàntica i l’atzar a l’aula

Inici del curs “La física quàntica i l’atzar a l’aula: jugant als daus amb l’Einstein”, dirigit a professors de Secundària i Batxillerat de ciències, impartit per l’Institut de Ciènies Fotòniques (ICFO) i inclòs dins l’11ª edició del programa Professors i Ciència de la Fundació Catalunya-La Pedrera.

La física quàntica i l’atzar ens semblen conceptes abstractes i llunyans de la nostra experiència, però són a la base de moltes tecnologies que utilitzem a la vida diària, com els làsers. En aquest curs, proporcionarem eines per entendre aquests fenòmens i portar-los a l’aula a través de pràctiques senzilles i engrescadores.
Fins i tot, podreu participar amb els vostres alumnes a un experiment de física quàntica a escala mundial, el Big Bell Test.

Adreçat a professorat de Física i Matemàtiques de 3er i 4rt d’ESO i Batxillerat. Té un preu de 36 euros, comprèn un total de 10 hores i compta amb 30 places. Es donarà un certificat acreditatiu als assistents que hagin anat a totes les sessions del curs.

Objectius del curs

• Apropar el professorar a conceptes com l’atzar i les bases de la mecànica quàntica, que són a la base de molts avanços recents de la ciència, així com possibilitar la posada al dia en els darrer avenços de la ciència
• Facilitar eines i assessorament per apropar la física de la llum a la seva aula d’una manera innovadora, creativa i lúdica.

Continguts

1. L’atzar a l’aula (1h teoria + 2h pràctica). Definirem què és l’atzar i explicarem com es pot fer servir i quines aplicacions té (simulacions de sistemes complexes, criptografia, …)
   Proposarem activitats pràctiques per portar l’atzar i els conceptes bàsics d’estadística a l’aula a través de objectes físics, programes de ordinador i, fins i tot, videojocs.
2. La física quàntica a l’aula (2h30′ teoria + 2h pràctica). Presentarem activitats que es poden traslladar fàcilment a l’aula per explicar el concepte de superposició que és a la base de la mecànica quàntica. Introduirem els conceptes bàsics de la física quàntica a través de una xerrada i d’un videojoc: el marro quàntic. Les hipòtesis de la mecànica quàntica poden semblar esbojarrades perquè posen en dubte els concepte que tenim de la realitat: però és possible decidir amb un experiment si la naturalesa es porta segons la mecànica quàntica o la nostra idea de realisme: el test de Bell. Explicarem perquè aquest experiment és tan important en la història de la ciència i com podreu participar a un aquests experiments amb els vostres alumnes.
3. La fotònica a l’aula (1h teoria + 1h30 visita a ICFO). Explicarem què és la fotònica i quin impacte té a la vida dels ciutadans. A més a més proposarem diferents activitats que s’han desenvolupat per apropar la fotònica als alumnes i als ciutadans.

Programa

• Divendres 14 d’octubre de 2016
  • 16.00 – 16.30: Introducció a l’ICFO i a la fotònica (xerrada)
  • 16.30 – 17.30: Què és l’atzar: propietats i aplicacions (xerrada)
  • 17.30 – 17.45: Pausa
  • 17.45 – 19.30: L’atzar a l’aula (activitats pràctiques)
• Dimecres 19 d’octubre de 2016
  • 16.00 – 17.00: Polarització i superposició (activitats pràctiques)
  • 17.00 – 18.00: El món estrany de la mecànica quàntica (xerrada i joc)
  • 18.00 – 18.15: Pausa
  • 18.15 – 19.30: Hem d’acceptar l’estranyesa de la física quàntica? El test de Bell. (xerrada)
• Divendres 21 d’octubre de 2016
  • 16.00 – 17.00: El BIG Bell test a l’aula – participar en uns experiments de física quàntica de nivell mundial amb la teva classe (xerrada) http://thebigbelltest.org
  • 17.00 – 18.30: Visita dels espais de l’ICFO (ICFOseum, sala made @ICFO, light painting, laboratori)
  • 18.30 – 18.45: Pausa
  • 18.45 – 19.15: ICFO i les escoles: presentació de les activitats de divulgació de l’institut (xerrada)
  • 19:15 – 19:30: Conclusió

Aplicabilitat a l’aula

• Els experiments proposats a la part pràctica, s’han dissenyat perquè es puguin traslladar fàcilment a l’aula: els materials que proporcionem al kit no són gaire cars i es poden obtenir de manera senzilla.
• Es proporcionaran materials que expliquen els principis científics darrera de cada activitat i diferents solucions segon el temps i el pressupost a disposició.
  Les activitats proposades tenen un caràcter multidisciplinari, que les fan aptes per a projectes d’aula transversals, amb conceptes de física, matemàtiques, tecnologia i fins i tot filosofia per a alumnes d’ESO i batxillerat.
• Les xerrades proporcionen als assistents el context i les eines necessaris per aprofitar al màxim els experiments proposats: es descriuran les propietats de l’atzar i de la física quàntica, les seves aplicacions i els últims avanços en la recerca.
• Es descriuran breument els altres programes de divulgació de l’ICFO que poden ser aplicats a l’aula.
  Valors afegits.
• Els docents assistents adquiriran una sèrie de materials relacionats amb les pràctiques fetes al curs.
• Assessorament durant l’any en curs per als professors que implementin aquestes pràctiques perquè ells puguin aprofitar al màxim els materials d’ICFO i al mateix temps puguin evaluar-los.
• Assessorament per als treballs de recerca tutoritzats pel professorat:els estudiants podran contactar amb ICFO per rebre més informació i, eventualment, visitar les instal·lacions.

Més informació

• Inscripcions
• Programa Professors i Ciència de la Fundació Catalunya-La Pedrera