Estrategia didáctica para la Enseñanza de la polarización de la luz utilizando un modelo matricial.

Abstract

Al realizar encuestas no estructuradas con docentes y estudiantes de secundaria acerca de la enseñanza y aprendizaje de los tópicos de óptica ondulatoria, se ha encontrado que el tópico menos conocido por los docentes y por lo tanto menos enseñado, es el fenómeno de la polarización. Esto sucede mayormente por deficiencias de los docentes en el conocimiento del marco disciplinar tanto a nivel teórico como a nivel experimental, así como también por un superficial conocimiento acerca de su importancia y aplicabilidad en la vida cotidiana. En este trabajo se presenta a los estudiantes de secundaria, una estrategia didáctica que utiliza un modelo matricial que les permite profundizar en el estudio del fenómeno de la polarización de la luz, partiendo de la evidencia experimental, retando su intuición y evidenciando con ellos aplicaciones muy cercanas a su realidad cotidiana, Esto se realizó inicialmente, por medio del desarrollo de prácticas experimentales sencillas, utilizando en general materiales de bajo costo y de fácil consecución donde el estudiante mismo evidencia el fenómeno y aprende a identificarlo y describirlo en su entorno fuera del aula. Finalmente se introduce la representación de los estados de polarización por medio de los vectores de Stokes y de Jones, y la representación de los polarizadores por medio de matrices de 2x2, llamadas matrices de Jones, mostrando su fácil aplicación para encontrar estados de polarización lineal y circular resultantes.

Abstract. During unstructured surveys with teachers and high school students about the teaching and learning of the topics of wave optics, it has been found that the less known topic for teachers and therefore the less taught, is the phenomenon of polarization. This is due mostly to deficiencies of teachers in the knowledge of the disciplinary framework both at a theoretical and experimental level, and also by a superficial knowledge about their importance and applicability in everyday life. In this research, a teaching strategy using a matrix model is presented to high school students that allows them to deepen the study of the phenomenon of polarization of light, based on the experimental evidence, challenging their intuition and showing them applications very close to their everyday reality. Initially, this was done through the development of simple experimental practices, using generally low cost and easily obtainable materials, where the student himself demonstrates the phenomenon and learns to identify and describe it in his environment outside the classroom. Finally, we introduce the representation of states of polarization by means of the Stokes and Jones vectors and the representation of the polarizers through 2x2 matrixes, called the Jones matrixes, showing its easy application to find the resulting states of linear and circular polarization.