Astrofísica_y_Geofísica

ESCUELA NORMAL SUPERIOR Nº 32 GRAL JOSE DE SAN MARTIN
PLANIFICACIÓN
Asignatura: ASTROFÍSICA Y GEOFÍSICA
Carrera: Profesorado de Física para la Educación Secundaria.
Curso: 4º Año
Plan de Estudio: Nº 696/01
Año Lectivo: 2016
Régimen de cursado: Anual
Carga horaria semanal: 3 hs
Formato Curricular: Materia
Docente: ROBERTO OSCAR AQUILANO
FUNDAMENTACIÓN
La astrofísica y la geofísica son disciplinas fundamentales entre las ciencias naturales
ya que estudian fenómenos que abarcan la totalidad de las escalas observadas en el
Universo, y el tomar a nuestro planeta como uno más del contexto ayuda al
conocimiento profundo del mismo. Los descubrimientos y desarrollos de la astrofísica
han determinado la concepción actual del cosmos. En los albores del siglo XX el
conocimiento astronómico se nutrió de las dos grandes revoluciones en la física
moderna: la comprensión del mundo atómico y el desarrollo de la mecánica cuántica,
por un lado, y la formulación de la teoría de la relatividad por otro. Así inició la
comprensión de la naturaleza íntima de los objetos celestes. Se pudo entender qué es
una estrella, cuál es su temperatura, su composición química, por qué brilla y cómo
evoluciona. En el siglo XX también se comprendieron las dimensiones del Universo
mediante la determinación de las distancias a otras galaxias. Así se enriqueció la
astrofísica, que involucra la cosmología, ciencia que estudia el origen, la evolución y el
destino del Universo como un todo. Los astrónomos sólo cuentan con la luz como
evidencia directa para estudiar el Universo.
Por esto, la astrofísica se ha beneficiado de avances tecnológicos sorprendentes, como
los instrumentos que permiten estudiar la luz en todas sus longitudes de onda, desde
milmillonésimas de milímetro como los rayos Gamma y rayos X, hasta kilómetros,
como las ondas de radio. Así, hoy contamos con radiotelescopios terrestres y telescopios
espaciales que detectan emisiones infrarroja, ultravioleta y de rayos X y la astrofísica
moderna tiene un enfoque multifrecuencia.
Resulta fundamental reconocer a la astrofísica, al igual que a otras disciplinas, como un
importante motor del avance científico y tecnológico. En este contexto resultan
esenciales los estudios de astrofísica, caracterizados por el aprendizaje y desarrollo en el
alumno del manejo y aplicación de técnicas y metodologías científicas, las habilidades
para plantear y desarrollar proyectos, la capacidad para llevar a cabo investigación que
produzca conocimientos originales de frontera y la capacidad de impartir docencia al
más alto nivel.
OBJETIVOS
Los objetivos son el proporcionar al alumno una sólida preparación en astrofísica y
geofísica, así como de conocimientos con profundidad en el área específica de su interés
relacionada con los campos de conocimiento que se ofrecen, de tal manera que pueda
realizar investigación y docencia original de interés actual. El curso está enfocado a
formar futuros docentes con manejo de técnicas y metodologías científicas, así como
también en instrumentación astronómica de utilidad en el ejercicio profesional, y formar
profesionales que posean un dominio integrador del conocimiento de la astrofísica y la
geofísica, y de sus técnicas y métodos. Además, se enfoca en que adquieran una
madurez que les permita generar conocimiento para identificar y proponer problemas
nuevos. Adicionalmente, se prepara al alumno para realizar labores de docencia de alto
nivel académico. El programa es suficientemente flexible de tal manera que pueda
satisfacer la necesidad de formar docentes para los niveles medio superior acorde con
los cambios cotidianos de los saberes.
CONTENIDOS
Unidad 1: Fuentes de información astrofísica. Radiación electromagnética. Distribución
espectral de la energía emitida y observada. Efecto de la atmósfera terrestre sobre la
radiación incidente.
Unidad 2: Leyes de la radiación, de Kirchoff y Bundsen, de Planck, aproximaciones de
Rayleight-Jeans y Wien, ley de Stefan-Boltzmann, ley de Wien. Espectro de líneas.
Nociones sobre átomo de Bohr y de Rydberg.
Unidad 3: Magnitudes y colores, medición. Métodos visuales, fotográficos y
fotoeléctricos. Sistema fotométrico UBV. Errores de la fotometría. Indices de color, su
comportamiento en el caso de un cuerpo negro. Longitud de onda media y efectiva.
Comparación de los colores de cuerpo negro y estelares. Material interestelar, su efecto
sobre las magnitudes y colores. Absorción selectiva, curva de extinción.
Unidad 4: Velocidades radiales. Medidas sobre espectros de ranura y de prisma objetivo.
Sistemas de referencias y velocidad de ápex. Distancias estelares, paralajes
trigonométricas y estadísticas. El diagrama HR observable. Calibración de temperaturas
efectivas. Correcciones bolométricas.
Unidad 5: Efectos de metalicidad. Estrellas subenanas.
Unidad 6: Condiciones de equilibrio estelar. Temperaturas y presiones centrales. Flujo
emitido. Energías térmica y gravitatoria. Nociones sobre transporte radiativo y
convectivo. Ciclos de producción de energía. El Sol. Características. Estrellas variables,
características y clasificación. Teoría de la pulsación y nociones de su mecanismo. Su
ubicación en el diagrama H-R. Variables explosivas.
Unidad 7: Objetos compactos, enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros.
Unidad 8: Edad de la Tierra, distintas posturas. La geoesfera, su estructura y
composición. Estudio del interior de la Tierra, movimientos epirogénicos y
orogenéticos.
Unidad 9: Meteoritos. El ciclo de las rocas, origen, propiedades y tipos. Procesos de
transformación. Procesos geológicos internos, tectónica de placas, magmatismo,
metamorfismo y sismicidad. Procesos geológicos externos: meteorización, aguas
corrientes superficiales, aguas subterráneas, océanos y mares, glaciares y viento.
Unidad 10: La atmósfera, la hidrosfera, ciclo hidrológico y su dinámica. Teorías y
principios fundamentales de la geofísica y métodos de análisis. Geofísica y Geología.
Riesgos ambientales, criterios preventivos y correctivos.
ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS:
-
Resolución de situaciones problemáticas aplicando modelos, principios y leyes
que regulan la astrofísica y la geofísica en la resolución de problemas.
Interpretación de resultados.
Diseño y ejecución de experimentos observacionales. Elaboración de informes
con los resultados utilizando tablas, gráficos y textos.
Exposición oral, diálogo y debate.
Exploración bibliográfica y análisis de información.
Análisis, planificación y realización de proyectos de investigación escolar y
presentación de los resultados de los mismos seleccionando los medios más
adecuados para comunicar la información.
Uso de TIC para acceder a programas interactivos y modelos virtuales.
Participación en jornadas, ferias y charlas a cargo de profesionales relacionadas
con los temas desarrollados
Dinámica de trabajo:
Individual: durante el desarrollo de la teoría.
Grupal: durante la resolución de trabajos prácticos y guías de problemas y actividades
experimentales.
MATERIALES CURRICULARES
Pizarrón, computadoras, proyector y cañón para el desarrollo de las clases teóricas, de
resolución de problemas e investigaciones.
Material de observación astronómica, laboratorio e instrumentos de medición para el
desarrollo de las clases de trabajos prácticos experimentales.
INFORMACION SOBRE CORRELATIVIDAD
Este espacio curricular corresponde al cuarto año de estudio del Profesorado de Física
por lo que tiene correlatividades para ser cursado o rendido.
REGIMEN DE ASISTENCIA, PROMOCIÓN Y EVALUACIÓN
Criterios de evaluación:
Utilización de vocabulario específico de la asignatura, rigurosidad conceptual y
exactitud en la presentación de los trabajos solicitados a los estudiantes. Análisis crítico,
comprensión de las situaciones problemáticas abordadas.
Recursos:
Se evaluará la presentación de informes, trabajos prácticos grupales e individuales,
trabajos prácticos experimentales y guías de problemas presentados en tiempo y forma
preestablecidos y los exámenes parciales y finales.
Categoría de alumnos:
a) Regulares con cursado presencial: debe cumplir con el 75 % de asistencia a clase y
hasta el 50 % cuando las ausencias obedezcan a razones de salud, trabajo y/o se
encuentren en otras situaciones excepcionales debidamente comprobadas, y
aprobar el 70 % de los trabajos prácticos previstos.
b) Regulares con cursado semipresencial: debe cumplir con el 40 % de asistencia a clase
y aprobar el 100 % de los trabajos prácticos previstos.
c) Libres: no asiste a clases pero conserva el derecho de asistir como oyente. No realiza
trabajos prácticos ni exámenes parciales. Rinde examen final ante un Tribunal con una
nota mínima de 6 (seis) puntos.
Promoción Directa:
Implica no rendir un examen final, los deberán cumplir con el porcentaje de asistencia
establecido para el régimen presencial, el 100% de trabajos prácticos entregados en
tiempo y forma y la aprobación de exámenes parciales, con un promedio final de
calificaciones de 8 (ocho) o más puntos; culminando con la aprobación de una instancia
final integradora con 8 (ocho) o más puntos. Los estudiantes que no alcanzaren los
requisitos establecidos precedentemente deberán promover con examen final.
CRONOGRAMA ESTIMATIVO
Unidad 1 y 2: mes de mayo
Unidad 3 y 4: mes de junio
Unidad 5 y 6: Agosto y primer quincena de setiembre
Unidad 7 y 8: 2da quincena de setiembre y octubre
Unidad 9 y 10: última semana de octubre y noviembre
Fecha 1° parcial: última semana del 1er cuatrimestre
Fecha 2° parcial: última quincena del 2do cuatrimestre
Coloquio integrador: última semana del 2do cuatrimestre
BIBLIOGRAFÍA
Chandrasekhar, S. An introduction to the study of stellar structure, Dover Publications
(1967)
Feinstein, A. Astronomía elemental, Kapeluz (1969)
Vives, T. Astronomía de posición, Alhambra (1971)
Cox, J. Theory of Stellar pulsation, Princeton University Press (1980)
Unsöld, A. y Basched, B. The new cosmos, Springer-Verlag (1991)
Umerez, N. Big Bang, Tesis Grupo Editorial Norma (1993)
Hawking, S. Agujeros negros y pequeños universos, Crítica (2011)
Dr. Roberto Oscar Aquilano