by 
Κάθε χρονιά που άρχιζα τα μαθήματα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου σφιγγόταν η καρδιά μου…
.
Πρώτο κεφάλαιο: Η Φύση του Φωτός
.
Πρώτη ερώτηση πάνω πάνω στο βιβλίο: Τι είναι το φως, σωματίδιο ή κύμα;
.
Πριν μπω στην τάξη παρακαλούσα:
Παναγιά μου, τι να διδάξω τώρα; Το φως δεν είναι ούτε σωματίδια ούτε κύμα. Είναι φωτόνια. Όντα έξω από κάθε εμπειρία μας με συμπεριφορά αδιανόητη πριν από μερικά χρόνια..
Τα πλασματάκια αυτά, που λέγονται φωτόνια και που είναι το φως μας, τα βλέπουμε μόνο με τα Μαθηματικά.
Το φωτόνιο δε το διδάσκεις στο Λύκειο, αλλά «αναγκάζεις» το παιδί να σταθεί κοντά σου και να συνηθίσει την παρουσία του φωτονίου.
Αυτό έκανα και κάνω ως Δάσκαλος και για την γάτα και για τον Ήλιο και για τον χρόνο και για τον χώρο και για το μήκος και για τη μάζα και για το φορτίο και για ένα ολόκληρο κατεβατό εννοιών.
Πιάνω τα παιδιά από το χέρι και τα πάω σε μέρη όπου δε θα καταλάβουν το βάθος των εννοιών (αυτό είναι αδύνατο για ένα παιδί να καταλάβει π.χ. τι είναι μάζα ή ενέργεια ή φορτίο), αλλά θα τις συνηθίσουν και θα τις χρησιμοποιούν σωστά.
.
Κάποια πράγματα δεν τα διδάσκεις με κανόνες αλλά πιάνεις το χέρι του παιδιού για να νοιώθει ασφάλεια καθώς σιγά-σιγά το τραβάς στα βαθιά, ώστε να αρχίσει να χρησιμοποιεί βαριές έννοιες.
Και η επιτυχία σου ως Δάσκαλος είναι να το κάνεις να χρησιμοποιεί πράγματα που δεν κατέχει χωρίς όμως να κάνει ούτε ένα λάθος κατά τη χρήση τους.
.
Τα παιδιά δεν κάνουν λάθη στο ξεκίνημα.
.
Εμείς κάνουμε…………………
Η συνέχεια από το Θρασύβουλο Μαχαίρα
Το παραπάνω κείμενο το είχα διαβάσει στο fb , δοσμένο τόσο γλαφυρά από τον Θρασύβουλο!!
Αξίζει κάποιος διδάσκων τη Φυσική Γενικής Παιδείας στη Β' Λυκείου, να το διαβάσει στην τάξη ή καλύτερα, να το δώσει σε δυόμισι μαθητές να το προετοιμάσουν θεατρικά, όπου ο ένας να κάνει τον καθηγητή και ο άλλος το μαθητή! Εννοείται με όλη τη θεατρικότητα που απαιτεί το πράγμα.
Ευχαριστούμε Θρασύβουλος για το υπέροχο αυτό κείμενο που μας χάρισες!!!
Εντυπωσιακό κείμενο.
Όχι μόνον διότι χαρακτηρίζουμε καλό κάτι όταν συμφωνούμε.
Καλό αυτό με τις σαρδέλες.
Δεν έχω τις απαραίτητες γνώσεις για να υποστηρίξω ή να απορρίψω
όσα γράφει ο Θρασύβουλος στο κείμενό του…
Μπορώ να δω όμως την αγωνία του δασκάλου για την επιλογή ανάμεσα
στο πρέπει και στο θέλω….
Η πάλη ανάμεσα στο "πρέπει να διδάξω αυτό που θεωρώ λανθασμένο,
αφού σε αυτό θα εξεταστούν" και στο "θέλω να διδάξω αυτό που θεωρώ
σωστό αναλαμβάνοντας το κόστος της επιλογής"…..
Όλοι μας κάποιες στιγμές έχουμε αισθανθεί ανάλογα…..
Προφανώς ο καθένας έχει πράξει ανάλογα με το τι του επέβαλλε η συνείδησή του…
Ο Θρασύβουλος όμως έχει και το ταλέντο να περιγράψει με τρόπο ιδιαίτερο
τα συναισθήματα αυτά….
"Την υπόλοιπη μέρα δεν ήμουν καλά… Χάλασα όλο το μάθημα και τα 2 παιδιά
που θα έδιναν πανελλαδικές ήταν σε σύγχυση.
Την επόμενη φορά που έκανα μάθημα ζήτησα συγγνώμη και το μάθημα
επανήλθε εκεί που «έπρεπε»…
.
– Γεια σας παιδιά.
Το φως έχει διπλή φύση. Είναι σωματίδια και κύμα συγχρόνως…
…..
Αλλά η ματιά μου, όταν έκανα μάθημα, είχε γίνει σκληρή αετού.
Έλεγα μέσα μου:
"Είμαι Δάσκαλος και θα βρω τρόπο να σας ξεριζώσω τα λάθη
του σχολικού βιβλίου…."
Καλημέρα
Είμαι από τους πρώτους που θεωρώ ότι τα σχολικά εγχειρίδια σε πολλά σημεία γράφουν αλλά αντ΄ άλλων, αλλά νομίζω ότι είναι επικίνδυνο να τους διδάσκουμε τη φυσική με διαφορετικό τρόπο από αυτόν του βιβλίου γιατί θα μπερδευτεί ο μαθητής. Ποιός έχει δίκιο, ο καθηγητής ή το βιβλίο; Κι αν η αλήθεια είναι διαφορετική και από αυτήν του καθηγητή και από αυτήν του βιβλίου;
Θα ήταν πιό σωστό να τους πούμε ότι "έτσι γράφει το βιβλίο αλλά αυτό δεν είναι σωστό" και να τους διαβάσουμε από ένα άλλο βιβλίο που είναι παγκοσμίως γνωστό. Ή ακόμα να τους βαλουμε, σαν εργασία, να ψάξουν τι έχει γραφτεί στο διαδίκτυο πάνω σ΄ αυτό το θέμα.
Στα θέμα του φωτός: το φως αποτελείται από φωτόνια αλλά το κάθε φωτόνιο είναι από μόνο του κύμα. Στο πείραμα της διπλής σχισμής το κάθε φωτόνιο συμβάλλει με τον εαυτό του. Αυτό από μόνο του είναι το απόλυτα παράδοξο, κάτι που κανείς δεν μπορεί να καταλάβει (το παραδέχεται κι ο Feynman). Το άλλο παράδοξο είναι ότι το αποτέλεσμα αυτής της συμβολής στο πέτασμα πίσω από τη διπλή σχισμή είναι μια ασήμαντη μαύρη κουκίδα και όχι μια εικόνα συμβολής. Το επόμενο φωτόνιο που θα πέσει στο πέτασμα μετά την αυτοσυμβολή του από τη διπλή σχισμή θα δώσει άλλη μια κουκίδα. Το νέο παράδοξο είναι ότι η νέα κουκίδα θα είναι σε διαφορετική θέση από την αρχική. Πάει περίπατο η αιτιοκρατία.
Μόνο όταν πέσει ένας αρκετά μεγάλος αριθμός φωτονίων στο πέτασμα εμφανίζεται εικόνα συμβολής κυμάτων.
Θοδωρή γεια σου.
Μόλις ξαναγύρισα από ολιγοήμερες, (ξανα)διακοπές και βρέθηκα μπροστά στην δική σου ανάρτηση και κάποιες παρεμφερείς.
Νομίζω ότι πέρα από την άμεση χρησιμότητα που έχει για τους συναδέλφους που θα πρέπει να διδάξετε το θέμα, είναι και επίκαιρο με την έννοια ότι πιθανόν θα βάλουν και κομμάτια "σύγχρονης" φυσικής στα νέα προγράμματα σπουδών που ετοιμάζουν, με τον παλιό καλό τρόπο (7 παρατρεχάμενοι εν κρυπτώ), δες εδώ.
Να ξεκινήσω με την γνωστή διαπίστωση ότι τα "σύγχρονα" κεφάλαια της φυσικής από τη φύση τους δεν μπορούν εύκολα να μεταδοθούν με την τρέχουσα καθημερινή γλώσσα. Οι έννοιες που χρησιμοποιήθηκαν για να οικοδομηθούν δεν μπορούν να αντιστοιχηθούν σε κοινές έννοιες.
Και είναι χαρακτηριστική ή περίπτωση που ξεκίνησες, τι είναι φωτόνιο. Φαίνεται τόσο απλή η ερώτηση αλλά νομίζω ότι θα μπορούσαμε να πούμε ότι η πρόταση ύπαρξης του και οι πειραματικές επιβεβαιώσεις που ακολούθησαν συνιστούν όχι απλά επιστημονική αλλά πολιτισμική επανάσταση για όλη την ανθρωπότητα. Μαζί με όλα τα άλλα μπήκε και το ζήτημα "κυματοσωματιδιακός δυϊσμός"
Ας πάμε στο συγκεκριμένο.
Εγώ απόλαυσα ΟΛΗ την τοποθέτηση του συν. Μαχαίρα. Αλλά ας πάμε στο τι είναι το φως.
"Το φως δεν είναι ούτε σωματίδια ούτε κύμα.
Είναι φωτόνια. Όντα έξω από κάθε εμπειρία μας με συμπεριφορά αδιανόητη πριν από μερικά χρόνια.
Τα πλασματάκια αυτά, που λέγονται φωτόνια και που είναι το φως μας, τα βλέπουμε μόνο με τα Μαθηματικά."
………………………
"Το φως είναι μια πραγματικότητα που είναι πάρα πολύ κοντά αλλά συγχρόνως αλλά και πάρα πολύ μακριά μας, ώστε να μη μπορούμε να την ερμηνεύσουμε με τα μάτια, αλλά μόνο με το μυαλό… Μια τέτοια πραγματικότητα δεν περιγράφεται ούτε με ζωγραφιές ούτε με λόγια έκθεσης, αλλά μπαίνει μόνο σε Μαθηματικά.
Και τα Μαθηματικά λένε ότι δεν έχει σημασία το τι είναι ένα φωτόνιο (πλάσμα φωτός) αλλά το πώς συμπεριφέρεται."
…………………………..
"Τι είναι το φως;
– Φωτόνια. Πλάσματα φωτός που ξέρουμε ακριβώς την συμπεριφορά τους γιατί η συμπεριφορά ενός πλάσματος είναι η ουσία για τη Φυσική."
H φράση αυτή του Heisenberg είναι λίγο θετικιστική, κατά την άποψή μου, αλλά δεν είναι τώρα ώρα γιά φιλοσοφία.
"– Και γιατί τα λένε και ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
– Δε τα λένε αλλά τα χειρίζονται ως ηλεκτρομαγνητικά κύματα γιατί αυτός οχειρισμός είναι πιο εύκολος όταν χειρίζεσαι μεγάλο πλήθος φωτονίων.
– Τελικά το φως είναι κύματα ή φωτόνια.
– Φωτόνια είναι.
Το φως έχει μία και μόνο μία φύση. Είναι πάντα φωτόνια. Το κοπάδι των φωτονίων μπορούμε να το χειριστούμε μαθηματικά και ως κύμα γιατί οι συναρτήσεις δε χάνουν τη συνέχεια και τη δυνατότητα παραγώγισης σε τέτοιες μικρές ποσότητες όπως ένα φωτόνιο."
Εδώ να σταθούμε λίγο.
Αν του έκανε κλικ (στη γλώσσα των πιτσιρικάδων) του μαθητή και συνέχιζε με την ερώτηση.
– Μόνο του ένα φωτόνιο πως μπορούμε να πούμε ότι κινείται, τι τροχιά ακολουθήσει πηγαίνοντας από ένα σημείο Α σε ένα άλλο Β;
Ξέρουμε εμείς από την QED ότι η έννοια της κλασσικής τροχιάς δεν έχει νόημα. Το φωτόνιο ακολουθεί όχι μία αλλά όλες τις δυνατές τροχιές κάθε μιά με διαφορετικό πλάτος πιθανότητας. Η συμβολή των τροχιών δίνει το πλάτος πιθανότητας να βρεθεί το κβαντικό αντικείμενο στην περιοχή γύρω από μία θέση r τη χρονική στιγμή t. Αυτό το πλάτος πιθανότητας σχετίζεται με την ψ(r,t) από την οποία με συγκεκριμένους κανόνες να υπολογίσουμε όλα τα μεγέθη που μας ενδιαφέρουν.
Νομίζω ότι μέσω και εξαιτίας αυτής της πιθανοκρατικής περιγραφής (όπου χρησιμοποιούνται όροι όπως πλάτος, φάση αλλά και ορμή κλπ) προσπαθούν να συμβιβάσουν κύμα και σωμάτιο.
Το ίδιο πρόβλημα θα έχουμε στο να εξηγήσουμε, όταν αφήσουμε να περάσουν ένα-ένα ηλεκτρόνια (σωματίδια τα λέμε αυτά) στο πείραμα των δύο σχισμών, γιατί η εικόνα που αφήνουν τα ίχνη των ηλεκτρονίων στο πέτασμα μετά την σχισμή έχει την μορφή κυματικής περίθλασης.
Αυτά δείχνουν ότι πρέπει να εγκαταλείψουμε κάθε ελπίδα πως μπορούμε να περιγράψουμε την κίνηση των σωμάτων στην κλίμακα αποστάσεων του ατόμου με καθημερινές έννοιες όπως κύματα ή σωματίδια. Ένα φωτόνιο δεν συμπεριφέρεται σαν τίποτα από αυτά που βλέπουμε. Το μόνο που μπορούμε να κάνουμε για να αποδώσουμε συνοπτικά την έλλειψη κάποιας παραστατικής απεικόνισης είναι να πούμε ότι ένα φωτόνιο (και κάθε κβαντικό αντικείμενο) συμπεριφέρεται με έναν ουσιαστικό κβαντομηχανικό τρόπο.