Examinando por Director "Rozo Clavijo, Mauricio"

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La actividad experimental como una alternativa para la construcción de explicaciones en torno al fenómeno de entrelazamiento a propósito del concepto de localidad.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Zamudio Cifuentes, Xiomy Lorena; Rozo Clavijo, Mauricio
Desde el trabajo de investigación se propone una perspectiva fenomenológica en donde la actividad experimental tiene un enfoque cualitativo y un papel de vital importancia en la apropiación de conceptos. Resulta conveniente presentar los fenómenos de la mecánica cuántica a los estudiantes ya que los obliga a reformular explicaciones y conceptos que están muy arraigados en la experiencia cotidiana. La conceptualización o formalización de un sistema cuántico requiere ingresar en un nuevo dominio explicativo y aceptar que existe una forma distinta de ver la naturaleza física que desafía a la actual que hemos construido con la experiencia macroscópica. Bajo esta perspectiva, la actividad experimental es comprendida como el espacio que le permite a los estudiantes hacer diferentes interpretaciones alrededor del fenómeno para explicarlo. El estudiante formaliza una noción cuando construye un conjunto de palabras que caracterizan aspectos o cualidades de los efectos observados. Estas actividades pueden ser una alternativa de aprendizaje para que los estudiantes logren la ampliación de su experiencia y la formalización de fenomenologías, en este caso particular, la construcción de explicaciones que nos lleven a la noción de entrelazamiento cuántico y su relación con el principio de localidad.
Actividades experimentales para la construcción de explicaciones alrededor de los fundamentos básicos de la mecánica cuántica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Walteros Rodríguez, Luz Angélica; Rozo Clavijo, Mauricio
El presente trabajo de grado surge a partir de las interacciones con los estudiantes de grado once en el Colegio Morisco IED, las observaciones realizadas en el contexto escolar y el reconocimiento de las dinámicas de cada clase permitieron plantear interrogantes frente a la enseñanza de conceptos físicos, particularmente el concepto de energía y su relación con los fenómenos que ocurren en la naturaleza. A partir de la observación se consideró pertinente realizar un estudio que permitiera reconocer algunos elementos asociados a las concepciones que manejan los estudiantes frente al concepto de energía, teniendo en cuenta que es un concepto vital y transversal a todas las disciplinas de las ciencias naturales. En este orden de ideas se propuso la siguiente pregunta de investigación ¿Qué tipo de concepciones sobre el concepto de energía expresan los estudiantes de grado once y los docentes de Ciencias Naturales del Colegio Morisco IED? que se intentó desarrollar a través del siguiente objetivo general: Identificar la concepción de energía que manejan los estudiantes de grado once del Colegio Morisco IED
Una aproximación a la dinámica no lineal por medio del estudio del fenómeno meteorológico y climático “El Niño”
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Morales Carreño, Angie Nataly; Rozo Clavijo, Mauricio
En el presente trabajo de grado se realiza una descripción y análisis del fenómeno meteorológico y climático El niño y su relación con la dinámica no lineal como característica asociada a los fenómenos de naturaleza meteorológica. En ese sentido, se parte de una descripción del fenómeno en términos oceánicos y atmosféricos, para luego introducir la dinámica no lineal y las características principales que la constituyen. Posteriormente, se aborda un análisis entorno al modelo de Lorenz enfatizando en la alta sensibilidad a las condiciones iniciales, limitaciones en la predictibilidad y la aperiodicidad que caracteriza dicho sistema. Desde este análisis se evidencia la naturaleza no lineal de los fenómenos meteorológicos y en particular del fenómeno El niño, como un nuevo modelo interpretativo frente al análisis dinámico de dichos fenómenos en contraste a las visiones lineales y deterministas que usualmente son abordadas.
Construcción de explicaciones sobre la cuantización de la energía del átomo a partir del estudio de la espectroscopía en la escuela secundaria.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2022) Ramos Bonilla, Mayra Alejandra; Rozo Clavijo, Mauricio
Esta investigación contiene los hallazgos sobre la enseñanza del concepto de cuantización de la energía del átomo en la escuela secundaria a partir de la implementación de actividades experimentales en torno del estudio del fenómeno de los espectros de los átomos. Su análisis busca evidenciar los aspectos que desde la experiencia con el fenómeno permiten a los estudiantes construir explicaciones considerando para ello la perspectiva fenomenológica. Entendiendo que los estudiantes pueden construir explicaciones acerca del fenómeno y que estas pueden estar condicionadas por las formas de pensamiento clásicas que se enseñan en la física. Uno de los principales condicionamientos para estudiar el fenómeno de la cuantización de la energía está asociada con los modos de pensar clásicos, el cual ha imperado por varios siglos y con la aparición de la mecánica cuántica ha sido transformada por la idea de la discretización la energía dando lugar al surgimiento de una nueva teoría atómica y al pensamiento no causal.
La diferencial y su significado en Física : una mirada alrededor de Leibniz y Newton.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2013) Mancera Pachón, Jeimy Lizeth; Rozo Clavijo, Mauricio
En la actualidad, los trabajos realizados en relación a la enseñanza de la física ponen de manifiesto la preocupación por mejorar la calidad en los procesos de aprendizaje-enseñanza de la misma, generando la necesidad de reflexionar y buscar metodologías que contribuyan a mejorar dichos procesos. Por esta razón este trabajo sugiere una nueva alternativa en la enseñanza de la física, particularmente en el uso del cálculo diferencial, recalcando la importancia, significado y utilidad que tiene en la física, por otro lado, se pretende dejar en claro a los estudiantes los aportes realizados por Leibniz y Newton al cálculo diferencial.
Efectos dinámicos de los sistemas no inerciales: una explicación desde la perspectiva de la idea Gauge.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Suárez Bermúdez, Cesar Geovanni; Rozo Clavijo, Mauricio
En el transcurso de la historia, el hombre ha construido explicaciones a hechos y cosas de la naturaleza que le resultan relevantes. Sin embargo, al realizar una explicación de algunos fenómenos se hace uso de ideas que no son totalmente evidentes para los estudiantes y en muchas ocasiones los experimentos realizados para evidenciar las afirmaciones hechas no permiten hacer una comprensión y un aprendizaje de ellas con sentido y significado. Tal es el caso de la idea gauge, la cual es usualmente considerada como una forma de dar explicación a algunos fenómenos de la naturaleza haciendo uso de la idea de calibración de variables dinámicas que dan cuenta del sistema que se considera como objeto de estudio, bajo esta perpectiva se presenta otra manera de abordar la idea gauge, hacienda uso de sistemas Newtonianos, con el propósito es acercar más rápidamente a los estudiantes a los conceptos contemporáneos de la física con sentido y significado.
Enseñanza de la física moderna una mirada del paradigma de la energía a través del efecto túnel.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Guerrero Tapiero, Mahykol Styven; Rozo Clavijo, Mauricio
El siguiente trabajo tienen como objetivo la elaboración de una propuesta de enseñanza que permita el acercamiento a los docentes como estudiantes que se deseen encaminar al área de la física moderna mas exactamente de la mecánica cuántica, para este fin se tomó como principal concepto la energía en el movimiento de las partículas microscópicas dando a mostrar su importancia , como también mostrando aspectos que no son tomados en cuenta cuando se enseña o se incursiona en la enseñanza de la mecánica cuántica como lo es su continuidad , con ello se propone un fenómeno cuántico como lo es el efecto túnel que nos permite observar este concepto de una manera diferente a la habitual y al ser replicado experimentalmente de manera fácil y didáctica , nos proporciona ventajas al utilizarla para instruir a los estudiantes venideros en la física moderna .
La idea gauge y su implementación en la electrodinámica clásica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) Cardoso Castillo, Juan Manuel; Rozo Clavijo, Mauricio
El trabajo explora la relevancia de la Teoría Gauge, desarrollada en la segunda década del siglo XX por el matemático alemán Hermann Weyl, quien estableció las bases de este marco teórico crucial para la física contemporánea. Weyl buscaba unificar la Teoría General de la Relatividad (TGR) con el electromagnetismo, y su trabajo pionero en el estudio del movimiento de vectores en espacios curvos reveló una notable similitud con el electromagnetismo descrito por las ecuaciones de Maxwell. Esto posicionó al electromagnetismo como la primera teoría gauge y evidenció la versatilidad de este enfoque para implementarse en diversos contextos de la física. La Teoría Gauge proporciona una perspectiva alternativa para explicar fenómenos físicos, subrayando la invariancia y consistencia de las leyes físicas, sin importar el enfoque adoptado. No obstante, comprender esta teoría es complejo, ya que requiere asimilar tanto sus aspectos conceptuales como técnicos, así como su aplicación en diferentes escenarios físicos. La investigación se centra en la necesidad de ofrecer una explicación clara y accesible sobre el principio gauge, que constituye la base de cualquier teoría gauge, resaltando su relevancia y cómo puede implementarse eficazmente en la descripción clásica de fenómenos físicos. El estudio se organiza en tres secciones: la primera distingue entre las transformaciones gauge globales y locales; la segunda examina la teoría electromagnética de Maxwell como la primera teoría gauge y su impacto en los campos eléctrico y magnético; y la tercera amplía la aplicación del principio gauge al contexto electromagnético bajo la teoría de la relatividad, demostrando su compatibilidad en este marco teórico.
Interacción radiación – materia, a propósito del proceso de visión del ojo humano.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2021) Mancera Pachón, Jeimy Lizeth; Rozo Clavijo, Mauricio; Ávila Torres, Sandra Bibiana
Este trabajo está orientado en evidenciar los obstáculos y problemáticas que se presentan en los procesos de enseñanza de las ciencias naturales y, particularmente en la mecánica cuántica, es decir, se resaltan las dificultades que se generan en los procesos de enseñanza-aprendizaje al implementar el uso de modelos clásicos en la explicación de fenómenos a nivel atómico. La implementación de los modelos clásicos, en general, puede conllevar al estudiante a un condicionamiento sobre la perspectiva cuántica de los fenómenos. Se reflexiona sobre la necesidad de incluir la mecánica cuántica en diferentes ámbitos educativos, no solo en cursos introductorios a nivel universitario, sino también, debe ser incluido en la educación media a nivel de bachillerato, con el fin de romper con el paradigma clásico que ha influido e imperado desde el siglo XVII hasta nuestros días. Se aborda la explicación de la interacción radiación materia, a propósito del mecanismo de visión del ojo humano evidenciando el carácter discreto de la energía. Este análisis permite justificar la necesidad de incluir temas relacionados con la mecánica cuántica en los currículos de ciencias naturales, ya que ésta proporciona una lectura más eficaz cuando se abordan fenómenos a nivel atómico.
La medición de una variable de estado desde el contexto clásico y desde el contexto cuántico.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Malaver Montoya, Julián Andrés; Rozo Clavijo, Mauricio
Trabajo de grado que se propone una comparación de los conceptos básicos de la mecánica clásica y la mecánica cuántica, permitiendo hablar sobre las mediciones cuánticas y sobre cómo se constituye la medición en el eje fundamental de esta teoría. La comparación se inicia describiendo los sistemas que se estudian en cada teoría y su caracterización en cada uno de los contextos. La forma de describir a los sistemas o de dar toda la información posible es a través del estado de cada sistema, en donde el estado clásico puede ser determinado con total precisión y el estado cuántico está destinado a determinarse como una amplitud de probabilidad cuando se efectúe una acción a través de la observación. Posteriormente el trabajo se enfoca en los aspectos generales de la medición y de cómo observar o medir le asigna el carácter probabilístico a la física cuántica, pues es a través de la acción que se ejerce sobre el sistema desde donde se configura el principio de superposición, el principio de incertidumbre y demás aspectos que configuran la mecánica cuántica.
Una mirada del campo eléctrico y el potencial eléctrico desde una perspectiva geométrica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2022) Liévano Recamán, Diego Alejandro; Rozo Clavijo, Mauricio
A lo largo de este trabajo se abordan las diferentes problemáticas que existen en cuanto a la enseñanza-aprendizaje de los fenómenos eléctricos (concretamente el campo eléctrico y el potencial eléctrico). A su vez, se analiza como Faraday y Maxwell desarrollan y dotan de una geometría al campo eléctrico y el potencial eléctrico. Se plantea una nueva estrategia metodologica a la hora de abordar los fenómenos eléctricos por medio de la relación entre las funciones de variable compleja, el campo eléctrico y el potencial eléctrico, con el fin de generar una nueva perspetiva a la hora de abordar los fenómenos eléctricos.
Propuesta didáctica basada en el movimiento de las piezas de ajedrez para la comprensión del concepto de campo eléctrico.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Suárez Rios, Carlos Alberto; Rozo Clavijo, Mauricio
En este trabajo de investigación se plantea una propuesta pedagógica que busca algunas representaciones de las líneas de campo, con el campo de acción de las piezas de ajedrez a partir del movimiento característico de cada pieza. En el primer capitulo se abordan algunos debates históricos que se tuvieron que dar para conformar la idea de éter y todas las características que se le asociaban para cumplir con las condiciones que describían la realidad del espacio. En este capítulo también se plantean los paradigmas de Newton, Coulomb, Faraday y Maxwell que intentaban definir las interacciones entre cuerpos cargados. En el segundo capítulo se exponen las practicas enriquecedoras y ganancias pedagógicas que se obtienen al involucrar el juego como una herramienta pedagógica; se describe el juego de ajedrez como una practica en donde la persona que lo juega tiene disposición de análisis y reflexión. En el ultimo capitulo se expone la propuesta de investigación que busca involucrar el movimiento de las piezas de ajedrez con las líneas de campo, en donde se plantean algunas situaciones que, de manera gráfica, plantean semejanzas entre el modelo electrostático con los campos de acción de una pieza en el tablero de ajedrez. Aunque la propuesta no se implemento en el aula, deja algunas conclusiones importantes en relación con la flexibilización de las ciencias en la educación media, se plantea como una conclusión importante que sin perder la rigurosidad disciplinar, se pueden tener avances importantes y motivacionales en los estudiantes, si se involucra una practica amena y familiar como el juego mientras se aprende.
Una propuesta experimental para visualizar el campo magnético inspirada en la Estrioscopía Schlieren.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2021) Sotelo Roman, Julian David; Rozo Clavijo, Mauricio
Existe una propuesta aislada en 1950 sobre la posibilidad de un dispositivo que permita visualizar campos magnéticos basada en una técnica usada en el estudio de medios continuos llamada estrioscopia Schlieren. Sin embargo, no se llevo a cabo la construcción de la maquina ni su debido estudio bajo el lente científico. En este trabajo se retoma esa idea primero explicando en detalle el sistema experimental y el modelo matemático que explica la estrioscopia Schlieren para luego extrapolar dichos modelos matemáticos y sistemas experimentales a una maquina que funcione para visualizar campos magnéticos. En el camino, consideraciones para aquellos que quieran construirla surgen, así como también un diagrama esquemático que permite entender la disposición de sus elementos.
Simulación computacional del concepto de gradiente alternante : una propuesta para el acercamiento a la física de aceleradores.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2018) Morales Suarez, Germain Nicolás; Morales Suarez, Miguel Ángel; Rozo Clavijo, Mauricio
El presente trabajo tiene como objetivo la elaboración de una simulación computacional que logre acercar a los estudiantes y docentes de la carrera de licenciatura en física y carreras a fin a los conceptos básicos de la física de aceleradores, por este motivo se ha tomado como sistema de estudio el efecto del gradiente alternante dentro de un acelerador de partículas circular, guiados bajo una investigación de tipo experimental descriptiva, se pretende crear un modelo (descripción) que permita mostrar sus propiedades y manifestaciones del fenómeno del gradiente alternante, para lo correcta elaboración de esta descripción se realiza un estudio detallado de la ecuación de movimiento de las partículas cargadas en interacción campos magnéticos y eléctricos en la línea de transporte de un acelerador de partículas, este modelo desarrollado descansa sobre las teorías de simulación y modelación descritas en el documento, este proyecto se enmarca en los supuesto de la línea de investigación Enseñanza de la Física y su relación Físico-matemática
Sobre el potencial vectorial en mecánica cuántica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2017) Forero Andrade, David; Rozo Clavijo, Mauricio
En este trabajo de grado se puede ver cómo se aborda la enseñanza de la física cuántica, cuáles son algunos de los inconvenientes que se generan en los estudiantes al abordar temas relacionados con la mecánica cuántica. Se muestra el desarrollo que ha tenido el concepto de potencial vectorial, desde la teoría electromagnética clásica hasta la mecánica cuántica; haciendo un análisis cronológico, desde los experimentos iniciales para explicar los fenómenos eléctricos y magnéticos, pasando por el concepto de estado electro-tónico y la matematización del potencial vectorial, hasta la manera en que el proceso experimental, desde un contexto cuántico, muestra la naturaleza física que tiene potencial vectorial. Se observa que el fenómeno juega un papel trascendental para mostrar que el potencial vectorial efectivamente tiene un carácter físico, y no es un ente puramente matemático como se asumía en la teoría electromagnética clásica. El nuevo enfoque del potencial vectorial se da en un contexto de la mecánica cuántica.
Sobre el principio de mínima acción : una mirada alrededor de los trabajos realizados por Maupertuis, Euler y Lagrange.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2013) Moreno Mojica, Cristian Camilo; Rozo Clavijo, Mauricio
Este trabajo nace gracias a un curso de mecánica analítica en el cual se abordan el principio de mínima acción desde los textos Landau y Goldstein, los cuales presentan el principio desde su notación matemática definiendo el lagrangiano y sus coordenadas generalizadas, estos textos presentan los pasos a seguir para la solución de la ecuación diferencial de Euler-Lagrange, sin embargo no presenta claramente por que la física se debe atacar desde este principio y no desde las leyes de Newton que hemos venido trabajando toda la carrera, es por esto que se plantea la siguiente pregunta ¿Cuál es el sentido y significado del principio de mínima acción?, para solucionar esta problemática, partimos por realizar un estudio histórico y epistemológico del principio de mínima acción desde los trabajos originales de tres autores, con la intención de reconocer la motivación de cada uno de ellos por proponer el principio, reconocer las problemáticas de sus contexto y que se responde con este principio.
Sobre el problema del calor específico en el siglo XIX : una mirada desde la energía continua y discreta.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Lancheros Santamaria, Juan Camilo; Rozo Clavijo, Mauricio
Desde el panorama de la enseñanza de la física en educación básica y media en Colombia, se han desarrollado diversas perspectivas y modelos pedagógicos consolidados mayoritariamente a partir de las teorías aceptadas por la comunidad científica hasta finales del siglo XIX. Por tal razón, el proceso investigativo desarrollado a lo largo de este documento pone de manifiesto la situación problema sobre el hecho de cómo los docentes de formación primaria y básica de licenciatura en física han articulado las teorías de calor específico y posteriormente la concepción discreta de energía. Realizando un análisis sobre mirada de varios pensadores del siglo XIX sobre el calor específico y su mirada desde la energía discreta, abriendo una puerta no solo a la comprensión del mundo, sino que se dio paso al debate y desarrollo acerca de las teorías para la comprensión el mundo subatómico a través de la mecánica cuántica.
Sobre la estructura nuclear : el modelo de Yang–Mills como una explicación a su estabilidad.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2018) Camelo Oliveros, Carlos Stiven; Rozo Clavijo, Mauricio
El tratamiento tradicional que se le ha dado a las modernas teorías fenomenológicas de las interacciones de la naturaleza, resultado de la aplicación de la idea gauge o simetría gauge, en libros especializados tales como la Griffiths, Greiner, Quigg etc. ha sido netamente abstracta, es decir, se parten de ideas poco dicientes para el estudiante. En caso particular, el modelo de Yang- Mills se aborda a partir de ideas tales como invariancia gauge local, simetría interna, regla de acoplamiento mínimal etc., las cuales son confusas para la estructura cognitiva del estudiante. En el presente trabajo de grado se realiza a través de un análisis histórico - critico una estructura conceptual que permita apreciar desde una dimensión histórica, formal y fenomenológica el modelo de los pensadores Cheng Ning Yang y Robert Mills planteado en el artículo “Conservation Isotopic Spin and Invariance Gauge Isotopic" para explicar la estabilidad nuclear destacando sus alcances y limitaciones.
Sobre la importancia de axiomatizar la mecánica newtoniana haciendo uso del formalismo matemático de Von Neumann para la enseñanza de la mecánica cuántica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2018) Cortés Hernández, Carlos Germán; Rozo Clavijo, Mauricio
A lo largo de los años el hombre se ha interesado por hacer una comprensión de la naturaleza y por buscar explicaciones e interpretar los fenómenos que suceden a su alrededor. En este sentido, muchos pensadores se han preocupado por explicar y brindar herramientas que muestren, ya sea de manera cualitativa o cuantitativa, la articulación de la explicación con el mundo físico. Este trabajo busca reconocer que las matemáticas son parte constitutiva de la física mostrando la axiomatización de la mecánica newtoniana y permitiendo reflexionar en la importancia y la necesidad de esta formalización al abordar el curso de mecánica cuántica, ya que esto le facilita al estudiante familiarizarse con la estructura matemática de los espacios vectoriales con producto interno, y mejorar su proceso de aprendizaje. Esta propuesta se hace siguiendo los lineamientos propuestos por Von Neumann, quien mostró una manera de axiomatizar la mecánica cuántica basada en tres elementos claves: la maquinaria analítica (estructura matemática), la interpretación física y los axiomas físicos (postulados). Llevando a cabo esta tarea se le va a permitir al estudiante que cuando se enfrente a esta nueva manera de pensar y de ver el mundo ya este familiarizado con la axiomatización de la mecánica newtoniana y así se le facilite su proceso de aprendizaje al abordar el curso de mecánica cuántica.