2014-II Fisica General-II-2014-2 - Facultad de Ciencias Biológicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE GENETICA Y BIOTECNOLOGIA
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICA NUCLEAR ATOMICO Y MOLECULAR
SYLLABUS DEL CURSO
FISICA GENERAL II
(B022007)
AÑO ACADEMICO 2014-II
PROMOCION INGRESANTES: 2014
CONTENIDO:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
SUMILLA
OBJETIVOS
PERSONAL DOCENTE
METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
ORGANIZACIÓN
SISTEMA DE EVALUACION
BIBLIOGRAFIA
INSTRUCCIONES GENERALES
PROGRAMA CALENDARIZADO
I.
SUMILLA:
Curso teórico práctico que permite el conocimiento actual de la estructura de la materia y
las leyes que rigen como base de la organización de los seres vivientes, su entorno y las relaciones
entre ambas. Comprende en análisis de los conceptos y leyes de la electrostática, electrodinámica,
ondas electromagnéticas, óptica y física moderna. Se hará énfasis en los temas que se relacionan
directamente con la genética y la biotecnología.
II.
OBJETIVOS DEL CURSO:
2.1. OBJETIVO GENERAL.
 Desarrollar y estimular a los estudiantes un interés efectivo por el estudio de la
física aplicada en el área de la genética y la biotecnología, proporcionándoles los
conocimientos fundamentales sobre las leyes y principios de la física.
 Desarrollar su capacidad de usar dichos conceptos y principios; para entender y
resolver problemas de su entorno científico.
 Construir una cultura científica moderna y de sus aplicaciones tecnológicas.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Posibilitar en el estudiante la comprensión de las leyes de la física mediante
modelos físicos aplicados a los sistemas biológicos.
 Desarrollar habilidades tales como: Destreza manual y percepción visual en el
manejo de los diferentes equipos instrumentales y materiales empleado durante
clases de laboratorio.
 Fomentar en los estudiantes un interés por el estudio de la física y contribuir a su
formación científica.
III.
PERSONAL DOCENTE
3.1. PROFESOR RESPONSABLE DEL CURSO:
Lic. Jorge Gregorio Huayta Puma
Docente auxiliar T.P. Código 0A0248
3.2. PROFESORES COLABORADORES:
Profesores del Área Física Aplicada, DAFNAM. Facultad de Ciencias Físicas
IV.
METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
Se impartirán clases teóricas, prácticas y/o seminarios. En todas ellas se plantearán cuestiones
relacionadas con el tema estudiado, que se resolverán inmediatamente o en clases posteriores,
con lo que se pretende que el alumno exprese espontáneamente las dudas que le surjan a lo largo
de la asignatura.
Teorías: las clases teóricas serán desarrolladas mediante exposiciones analíticas y sistemáticas de
los contenidos del Syllabus.
Los estudiantes recibirán clases teóricas de pizarra con el apoyo del material didáctico
correspondiente (transparencias, diapositivas, películas, etc)
Prácticas: Las prácticas se realizaran según el avance del contenido teórico. Se entregarán
ejercicios y/o problemas a los alumnos, para que sean desarrollados y discutidos con el profesor.
Para los trabajos de laboratorio, la promoción se dividirá en dos grupos, (I, II) con horarios
independientes. El alumno en cada práctica desarrollará sus experimentos según el protocolo de
prácticas, en forma ordenada, cuidadosa tomará los apuntes para elaborar el informe
correspondiente a su trabajo práctico, incluyendo resultados, discusión y conclusiones. Debiendo
ser entregado al profesor de laboratorio en el día y a la hora que él indique.
Seminarios: Los alumnos profundizarán los temas tratados en la parte teórica. Esto se realizara en
la forma de exposiciones, debates y presentación de una monografía sobre temas relacionados
con la especialidad.
V.
ORGANIZACIÓN.
5.1. Asignatura
: FISICA GENERAL II
5.2. Código
: B022007
5.3. Duración
: 17 Semanas
5.4. Números de créditos
: 04 Cuatro
5.5. Inicio de clases
: 19 de Agosto 2014
5.6. Término de clases
: 16 de Diciembre 2013
5.7. Número de horas semanal / mensual / semestral
Teoría
: 03/12/51 horas
Práctica
: 02/08/34 horas
5.8. Horario del curso:
Teoría
: Martes 08.00 H - 11.00 H
5.9. Aula
Teoría
Práctica
5.9. Número de alumnos
: 309. Local Ciencias Biológicas
: Facultad de Ciencias Físicas – Laboratorios de
Física Aplicada 2: 321
: 36
VI.
SISTEMA DE EVALUACION:
El sistema de evaluación es permanente, los exámenes serán de tipo objetivo y resolución
de problemas de aplicación práctica.
Según el Reglamento de la Escuela Académico Profesional se consideran dos exámenes
parciales, un examen sustitutorio de la parte teórica.
El sistema de calificación es vigesimal.
En el promedio final del curso el medio punto es considerado a favor del estudiante.
Obtención de la calificación:
E1: Primer examen parcial de teoría. : 0,30
E2: Segundo examen parcial de teoría : 0,30
NP: Nota de prácticas
: 0,40
PF: Promedio final del curso:
PF = 0,30·E1 + 0,30·E2 + 0,4 NP
La nota de prácticas (NP) se obtendrá como sigue:
Nota de laboratorio:
Prácticas calificadas y seminario de problemas
Trabajo monográfico
70%
20%
10%
NOTA IMPORTANTE
De las notas
Las notas serán de cero (0) a veinte (20)
Los exámenes parciales y prácticas dejadas de rendir se calificará con cero (0)
La participación en clase será contabilizada al final del curso según lo estime el profesor.
Para aprobar cada prueba parcial es necesario haber obtenido la calificación de 10,5 o mas
Se tomara un examen sustitutorio de todo el curso que reemplazara a E1 o E2.
VII.
BIBLIOGRAFIA
Kane Joseph W. and Sternheim Morton M., Física. 2a Ed. Barcelona. Reverte. 2000
F. Sears, M. Zemansky, H Young, R Freedman. Física Universitaria. Volumen 2. 11ma.
Edición. Pearson-Addison Wesley. 2004 (Última edición es español)
Cromer, A.H., Física para las Ciencias de la Vida. Barcelona. Reverte. 2002
Cotterill Rodney M.J., Biophysics an Introduction. England. John Wiley & Sons. 2004.
Parisi Mario. Temas de Biofísica. México D.F., McGraw-Hill Interamericana. 2004
Ortuño Ortin, M., Física para biología, medicina, veterinaria y farmacia, Critica (Grimaldo
Mondadori S.A.), Barcelona, 2006.
Rémizov A. N., Física Médica y biológica, Editorial Mir, Moscú, 1991
Russell K. Hobbie, Intermediate Physics for Medicine and Biology, John Wiley % Song, New
York, 1998.
VIII.
INSTRUCCIONES GENERALES
Para el desarrollo del curso el alumno deberá tener en cuenta:
Asistir puntualmente a clases de Teoría y Laboratorio y así evitar interrupciones que
distraigan el desarrollo normal de las clases (tolerancia de ingreso será de 20 minutos)
La asistencia es obligatoria tanto en Teoría como en Laboratorio
Las clases teórico-prácticas deberán tener una asistencia no menor al 70% caso contrario
el alumno quedará desaprobado del curso.
La firma de la asistencia a clase se entiende que es PERSONAL. Se aplicará normas vigentes
al respecto en caso de SUPLANTACION.
El alumno está obligado a consultar bibliografía mencionada en el presente silabo después
de cada y/o capítulo tratado.
Los reclamos de las pruebas escritas se harán en el momento oportuno (al momento de la
entrega de la prueba, no se aceptarán reclamos posteriores a la fecha indicada.)
Los trabajos y prácticas domiciliarias se entregarán en la fecha indicada, pasada la fecha
no se tomará en cuenta para la evaluación.
Y otros aspectos que contemple el reglamento académico de las escuelas académico
profesionales de la facultad de ciencias biológicas
IX.
PROGRAMA CALENDARIZADO
9.1. ORGANIZACIÓN DEL CURSO
CAPITULO
TEMA
RESPONSABLE
I
ELECTRICIDAD
Lic. Jorge G. Huayta Puma
)II
MAGNETISMO
Lic. Jorge G. Huayta Puma
III
OPTICA
Lic. Jorge G. Huayta Puma
IV
FISICA NUCLEAR
Lic. Jorge G. Huayta Puma
9.2. CONTENIDO ANALITICO (TEORIA).
PRIMERA SEMANA
ELECTRICIDAD.
Estructura de la materia. Carga eléctrica. Experimentos con carga electrica. Conservación
de la carga. Conductores y aisladores. Carga por contacto y por inducción. Fuerza electrica:
Ley de Coulomb. Calculo de fuerzas. Intensidad de Campo eléctrico. Campo creado por un
Dipolo eléctrico. Campo eléctrico debido a la distribución de cargas. Fundamentos físicos
de la electroforesis. Flujo eléctrico. Ley de Gauss. Cálculos con ley de Gauss. Conductor en
equilibrio electrostático: Propiedades. Potencial eléctrico. Potencial de una carga y varias
cargas. Potencial de una distribución. Doble capa eléctrica. Líneas de campo eléctrico y
superficies equipotenciales. Ejercicios y problemas.
SEGUNDA SEMANA
ELECTRODINAMICA
Intensidad de corriente eléctrica. Densidad de corriente. Campo eléctrico y densidad de
corriente. Circuito eléctrico. Analogía hidráulica en circuitos. Ley de Ohm: en un circuito y
en un conductor. Resistencia eléctrica. Resistividad. Asociación de resistencias,
características. Fuerza electromotriz. Fuentes de fem en serie. Leyes de Kirchhoff y su
aplicación. Energía y Potencia en circuitos eléctricos. Capacidad eléctrica. Capacitor plano.
Dieléctricos Energía almacenada en un condensador. Dieléctricos. Asociación de
condensadores. Circuito RC. Ejercicios y problemas.
TERCERA SEMANA
BIOELECTRICIDAD
Célula Nerviosa Estructura de una neurona. Bases físicas de los potenciales de membrana.
Potencial de membrana de los nervios en reposo. Concentraciones iónicas. Flujo de Na, Cl,
K. Potencial de equilibrio; Ecuacion de Nernst. Ecuacion de Goldman-Hodgkin. Potencial de
reposo. Potencial de acción. Curva del potencial de acción: Ley del Todo o Nada.
Permeabilidad de Na y K. Transmisión eléctrica de impulsos nerviosos. Condiciones
eléctricas de la membrana: resistencia y capacidad. Circuito eléctrico de la membrana.
Impulso nervioso: distancia de decaimiento. Electrocardiografía. Significado de la curva de
Electrocardiograma. Marcapasos cardiacos. Electroencefalograma. Ejercicios y problemas.
CUARTA SEMANA
MAGNETISMO.
Imanes. Campo magnético. Línea de campo magnético y flujo magnético. Movimiento de
partículas con carga en un campo magnético. Fuerza magnética sobre una carga en
movimiento. Fuerza magnética sobre una corriente. Dipolos magnéticos. Motores y
galvanómetros. Campos magnéticos producido por corrientes. Fuerza entre dos
conductores paralelos. Campo magnético de una espira circular de corriente. Ley de
Ampere. Magnetismo en los seres vivos. Espectrómetro de masas.
QUINTA SEMANA
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
FEM inducida. Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz. FEM inducida en un conductor en
movimiento. Flujo magnético variable produce un campo eléctrico. Generadores
eléctricos. Transformadores. Materiales magnéticos. Inductancia. Energía almacenada en
una autoinducción. Ejercicios y problemas.
SEXTA SEMANA
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
Definición de ondas electromagnéticas. Ecuaciones de Maxwell. Cuarta ecuación de
Maxwell (corrientes de desplazamiento). Producción de ondas electromagnéticas. Cálculo
de la velocidad de las ondas electromagnéticas. La luz como onda electromagnética.
Energía y cantidad de movimiento de las ondas electromagnéticas. Ondas
electromagnéticas estacionarias. Espectro electromagnético. Problemas y ejercicios.
SETIMA SEMANA
PRIMERA EVALUACION (E1)
OCTAVA SEMANA
OPTICA GEOMETRICA
Naturaleza de la luz. Reflexión. Reflexión interna total. Refracción de la luz. Dispersión de
la luz. Dispersión luminosa. Principio de Huygens y Fermat. Problemas y ejercicios.
NOVENA SEMANA
Espejos planos y esféricos. Lentes. Ecuación de las lentes delgadas. Ecuación de espejos
planos y esféricos. Formación de imágenes en lentes y espejos. Potencia de una lente;
aberraciones. La lupa. El ojo humano y defectos de la visión. Microscopio óptico.
Microscopio electrónico de transmisión. Microscopio electrónico de barrido. Microscopio
de efecto túnel. Ejercicios y problemas.
DECIMA SEMANA
OPTICA ONDULATORIA
Interferencia. Fuentes coherentes. Interferencia de luz de dos fuentes. Intensidad en los
patrones de interferencia. Interferencia en películas finas. Interferómetro de Michelson.
Experimento de interferencia de Young de doble rendija. Difracción. Difracción desde una
sola ranura. Intensidad en el patrón de una sola ranura. Ranuras múltiples. Difracción de
rayos X y estructuras de moléculas biológicas. Polarización de la luz.
DECIMO PRIMERA SEMANA
FISICA MODERNA
Propiedades corpusculares de la luz. Efecto fotoeléctrico. El efecto Compton. El fotón.
Dualidad onda-corpúsculo. Los fotones y la visión.
DECIMO SEGUNDA SEMANA
ATOMOS
Propiedades ondulatorias de la materia: hipótesis ondulatoria de De Broglie. Modelo de
Bohr del átomo. Principio de la incertidumbre. Mecánica cuántica.
DECIMO TERCERA SEMANA
NUCLEOS
Física nuclear. Estructura del núcleo. Radiactividad, radiación alfa, beta, gamma.
Desintegración radiactiva. Periodo de semidesintegracion radiactiva. Interacción radiaciónmateria. Atenuación. Capa hemirreductora. Efectos biológicos de la radiación. Unidades.
Detección y medida de la radiación. Ejercicios.
DECIMO CUARTA SEMANA
Radiaciones ionizantes. Dosimetría de la radiación. Aplicaciones de la física nuclear en la
biología y medicina.
DECIMO QUINTA SEMANA
EXPOSICION DE TRABAJOS MONOGRAFICOS
DECIMO SEXTA SEMANA
SEGUNDA EVALUACION (E2)
DECIMO SEPTIMA SEMANA
EXAMEN SUSTITUTORIO
9.3.
ACTIVIDAD PRÁCTICA DE LABORATORIO
SEMANA
TEMAS
01
INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS EN
EXPERIMENTOS SOBRE VELOCIDAD Y MAGNETISMO
02
CIRCUITOS ELECTRICOS
03
CAMPO ELECTRICO
04
LEY DE OHM
05
POTENCIAL DE REPOSO
06
POTENCIAL DE ACCION
07
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
08
REFLEXION Y REFRACCION DE UN HAZ DE LUZ
09
ATENUACION DE LA RADIACION
10
VARIACION DE LA INTENSIDAD DE LA RADIACION CON LA
DISTANCIA