Sugerencias para el docente

Sugerencias para el docente
Nombre ficha temática: Naturaleza dual de la materia y principio de
incertidumbre de Heisenberg.
Sector: Químicai
1. DESCRIPCIÓN CURRICULAR
Eje Temático: “Materia y sus transformaciones”.
Unidad: Modelo mecano-cuántico.
Sub-Unidad: Naturaleza dual del electrón y principio de incertidumbre de
Heisenberg.
2. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Comprendeque lanaturaleza dual de la materia permite explicar el
comportamiento de las partículas sub-atómicas.
Asocia el comportamiento dual de la materia con fenómenos de la vida
cotidiana.
Relaciona el principio de incertidumbre de Heisenberg con el modelo
mecano cuántico del átomo.
3. RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS
Es importante evaluar conceptos previos de los estudiantes. Invítelos a responder
las preguntas propuestas por el docente, tales como ¿porqué se restringe el
electrón en una orbita fija?, ¿en que consiste el comportamiento dual de la
materia?, ¿En que consiste el principio de incertidumbre de
Heisenberg?,para luego hacer una puesta en común de sus ideas. Esto le
permitirá detectar conocimientos previos de sus estudiantes y aclararlos de ser
necesario. Posterior a ello, puede introducir los contenidos de la ficha temática
mediante la visualización del material audiovisual disponible en el sitio web de
educarchile.
Relacione con los estudiantes las contribuciones previas de los científicos y la
evolución de las diferentes teorías atómicas que permitieron a Louis de
Brogliepostular que los electrones (Así como otras partículas materiales)
tenían un comportamiento dual, es decir actúan como ondas y como
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partícula al mismo tiempo, pues cualquier partícula que tiene masa y que se
mueve a cierta velocidad, podía comportarse además como una onda.
Este comportamiento dual tiene como consecuencia el principio de incertidumbre,
el cual fue formulado por el físico alemán Werner Heisenberg.
Para un mejor entendimiento y comprensión del Principio de Incertidumbre de
Heisenberg, es necesario que el profesor recuerde algunos conceptos de clases
anteriores tales como la naturaleza dual de la radiación, la teoría cuántica de
Planck y las contribuciones de las primeras teorías atómicas. Estos conceptos
pueden ser discutidos en clase, junto con los estudiantes, de modo de percibir la
comprensión de los conceptos. Ello, permitirá aclarar, conocer y asociar el
Principio de Incertidumbre de Heisenbergcon el comportamiento dual del electrón,
como parte constituyente del átomo.
A medida que avancen a través de la ficha temática, ayúdelos a asociar los
conceptos más abstractos y complejos, relacionados al comportamiento dual de
los electrones,con fenómenos u objetos presentes en nuestro entorno. Por
ejemplo,El microscopio electrónico que utiliza haz de electrones, es una
aplicación de fundamental importancia de la propiedad ondulatoria de los
electrones (comportamiento onda-partícula), permitiendo obtener imágenes de
estructuras muy pequeñas. Ello, ha permitido un avance significativo en la
investigación científica y medica en las ultimas dos décadas.
Se recomienda hacer un experimento sencillo, en donde el estudiante debe
estimar, simultáneamente, la velocidad y posición de una pelota de tenis lanzada
dentro de la sala de clases y compararla con la cabeza de alfiler lanzada dentro de
la misma sala. El profesor debe guiar a los estudiantes y tener la precaución de
lanzar los dos objetos desde el mismo punto y dentro del mismo lugar, para poder
comparar las dos situaciones y hacer la analogía con el principio de incertidumbre,
el cual establece que es imposible conocer simultáneamente la posición y el
momento (masa-velocidad) de una partícula. Esto se resuelve a medida que la
materia tiene mayor tamaño por la razón masa–velocidad que puede alcanzar.
Finalmente, evalúe los objetivos de aprendizaje logrados por medio de la actividad
al estudiante sugerido en el portal educarchile.
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Elaborado por Dra. Lorena Barrientos Poblete, Departamento de Química, UMCE.
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