UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS

UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS

Física 2
Semana 13

SEMANA 13 SESIÓN 37	Física 2 UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático	6.7 Postulados de la relatividad especial y sus consecuencias.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Comprende algunas implicaciones de la constancia de la velocidad de la luz. Procedimentales ·      Elaboración de indagaciones bibliográficas y resúmenes. ·      Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -        PC, Conexión a internet De proyección: -        Cañón Proyector Programas: -         Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -        Indagaciones Bibliográficas acerca del tema.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -        El Profesor   solicita a los alumnos que completen las preguntas siguientes: -        ¿Cuáles fueron los postulados de Albert Einstein? ¿Qué dice la teoría de la relatividad especial? ¿Cuáles son los postulados de la relatividad especial? ¿Cuáles son los modelos matemáticos que representan los postulados? ¿En qué consiste la equivalencia entre la masa y la energía? ¿Cuáles son las consecuencias prácticas de la equivalencia masa-energía? ¿Cómo han evolucionado las ciencias físicas? 5 1 6 2 4 3 No existe un sistema inercial de referencia privilegiado, que se pueda considerar como absoluto. Postulados de la relatividad especial 1. Primer postulado (principio de relatividad) La observación de un fenómeno físico por más de un observador inercial debe resultar en un acuerdo entre los observadores sobre la naturaleza de la realidad. 2. Segundo postulado (invariabilidad de c) La Luz siempre se propaga en el vacío con una velocidad constante c que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor. E:mc2 La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad deEinstein. indica que lamasa conlleva una cierta cantidad deenergía aunque la primera se encuentre en reposo, concepto ausente enmecánica clásica, esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado: Equivalencia entre masa y energía fue demostrada en el laboratorio en el año 1932, y dio lugar a impresionantes aplicaciones concretas en el campo de la física (tanto la fisión nuclear como la fusión termonuclear son procesos en los que una parte de la masa de los átomos se transforma en energía). Con esta teoría se obtienen órbitas planetarias muy similares a las que se obtienen con la mecánica de Newton. Uno de los puntos de discrepancia entre ambas, la anormalmente alargada órbita del planeta Mercurio, que presenta un efecto de rotación del eje mayor de la elipse (aproximadamente un grado cada diez mil años) observado experimentalmente algunos años antes de enunciarse la teoría de la relatividad, y no explicado con las leyes de Newton, sirvió de confirmación experimental de la teoría de Einstein. La ciencia y su rápido desarrollo plantean a las sociedades importantes dilemas éticos y morales que aun no han sido resueltos, incluso correspondencia entre el adelanto científico y una teoría filosófica con relación a estos avances. -        Los alumnos discuten en equipo y presentan sus respuestas y se lleva a cabo una discusión extensa. -        FASE DE DESARROLLO Calcular la energía producida por la masa de uranio, en función de la ecuación de Albert Einstein: E = mC2 (En la fórmula anterior donde la velocidad de la luz ©se expresa en m/s, la energía € en J y la masa (m) en kg). Equipo Masa en gramos de uranio Energía Producida Joule 1 1g E=1(299.792.458 m/s)2= 8.987551787x1016 2 2g E= 2(299.792.458 m/s)2=  1.79751035717 3 3g E= 3(299.792.458 m/s)2= 269630.37059x1017 4  4 g E=4( 299.792.458 m/s)2 = 3.5950207115x1017 5 5g E=5(299.792.458 m/s)2=4.493775894x1017 6 6g E=6(299.792.458 m/s)2=5.392531072x1017 El Profesor  presenta a los alumnos el video “El modelo cuántico”, los alumnos               Elaboran un resumen de acuerdo a las indicaciones del Profesor. -        El Profesor solicita a los alumnos que se numeren en forma consecutiva, y de acuerdo a su número dibujen el modelo atómico del elemento  empleando el modelo considerando los parámetros cuánticos s, p d, f. El método permitirá a los alumnos, tener un panorama de los temas que se desarrollaran durante el curso.(Que, cuando, como y donde) FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

Recapitulación 12

Recapitulación 12

Recapitulación  12
Resumen  del  martes  y  jueves
Lectura del resumen por el equipo 6
Aclaración de dudas
Registro de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El martes comenzamos la clase con las exposiciones que faltaban. Después el profesor reviso las indagaciones correspondientes a la semana 12 que eran relacionadas con el modelo atomico de Bohr. Despues se hizo la tabla periodica conforme al numero de lista de cada alumno. El dia jueves hicimos una actividad pero ahora cada equipo tenia un elemento e hicimos su modelo cuantico. Se hizo la recapitulación este mismo dia ya que el dia viernes no tendríamos clases	El día martes el profesor reviso las indagaciones, el tema que vimos fue el modelo atómico de Bohr, cada alumno paso a la computadora y con el numero de lista, era el numero del elemento del que haríamos su modelo atómico, vimos gráficamente como era cada uno y lo anotamos en una tabla. El día jueves , a cada equipo le toco un elemento, lo buscamos en la tabla periódica, anotamos su configuración electrónica e hicimos el modelo cuántico del elemento.	El día martes el profesor reviso las indagaciones de la semana 12. Sobre el modelo atómico de Bohr. Ese día realizamos cada alumno mediante el número de lista hicimos  una tabla en donde colocamos un elemento con el modelo de Bohr y el número  de electrones. El día jueves con ayuda de la tabla periódica cada equipo se enfoco en un elemento e hicimos el modelo cuántico del elemento que escogimos.	El día martes se revisaron las indagaciones de la semana 12 sobre el modelo de Borh. El día jueves, hicimos la practica usando la tabla periódica solo que esta vez cada equipo tenía un elemento y también hicimos la recapitulación de la semana ya que no vamos a venir el viernes.	El dia martes al iniciar la clase acabamos de revisar las exposiciones y después el profesor reviso las indagaciones del modelo atomico de bohr y el modelo dual de la materia por lo que mas tarde realizamos una practica de que cada alumno mediante el numero de lista hiciéramos una tabla donde colocábamos un elemento con el numero atomico y modelo de bohr. El dia jueves con cada equipo realizo el modelo cuantico de cierto elemento que escojimos.	El día martes 1 de abril el profesor reviso nuestras indagaciones sobre el modelo atómico de bohr y el modelo dual de la materia, también realizamos una práctica en la que cada alumno tenía un elemento de la tabla periódica. El día jueves, hoy, hicimos otra practica usando la tabla periódica solo que esta vez cada equipo tenía un elemento y también hicimos la recapitulación de la semana ya que no vamos a venir el viernes. :P

6.5 Naturaleza dual de la materia: electrones, núcleos y partículas elementales 6.6 Límites de aplicabilidad de la mecánica clásica y origen de la física relativista.

Física 2

Semana 12

SEMANA 12 SESIÓN 35	Física 2 UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático	6.5 Naturaleza dual de la materia: electrones, núcleos y partículas elementales 6.6 Límites de aplicabilidad de la mecánica clásica y origen de la física relativista.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Conoce el comportamiento dual de los electrones. Contrasta el principio de relatividad de Galileo y las ideas de Newton con las de Einstein sobre el espacio y tiempo. Procedimentales ·      Elaboración de indagaciones bibliográficas y resúmenes ·      Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -        PC, Conexión a internet De proyección: -        Cañón Proyector Programas: -         Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -        Información recabada del modelo atómico de acuerdo a los parámetros cuánticos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -        Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Preguntas ¿Qué dice la teoría de la relatividad especial? ¿Cuáles son los postulados de la relatividad especial? ¿Cuáles son los modelos matemáticos que representan los postulados? ¿En qué consiste la equivalencia entre la masa y la energía? ¿Cuáles son las consecuencias prácticas de la equivalencia masa-energía? ¿Cuáles son los parámetros cuánticos utilizados para representar el modelo atómico cuántico? Equipo 2 4 1 5 3 6 Respuesta La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento. 1. Principio de Relatividad. Las leyes que describen los cambios de  los sistemas físicos no resultan afectadas si estos cambios de estado están referidos a uno u otro de dos sistemas de coordenadas en traslación con movimiento uniforme. 2. Principio de invariancia de la velocidad de la luz. Cualquier rayo de luz se mueve en el sistema estacionario con velocidad "c", tanto si el rayo es emitido por un cuerpo en reposo o en movimiento. Cuando una partícula viaja a una velocidad cercana a la luz su masa aumenta y requiere de mayor cantidad de energía para seguir siendo impulsada Una de ellas fue la demostración de que cuando una partícula viaja a una velocidad cercana a la luz, su masa aumenta y requiere cantidades de energía cada vez mayores para propulsarla. Es decir la masa la energía y la velocidad de la luz estaban de algún modo vinculadas. ¿ Cómo han evolucionado las ciencias físicas? Los alumnos discuten en equipo y escriben su respuesta: -        Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO              Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor : Dibujen el modelo atómico de los elementos , utilizando los parámetros cuánticos: http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/applets/numeroscuanticosyorbitales-1/numeroscuanticos12.htm -        http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/applets/numeroscuanticosyorbitales-1/numeroscuanticos12.htm -        Los alumnos discuten y obtiene conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                      Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

6.2 Cuantización de la energía y efecto fotoeléctrico. 6.3 Espectros de emisión y absorción de gases.

6.2 Cuantización de la energía y efecto fotoeléctrico. 6.3 Espectros de emisión y absorción de gases.

SEMANA 11 SESIÓN 32	Física 2 UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático	6.2 Cuantización de la energía y efecto fotoeléctrico. 6.3 Espectros de emisión y absorción de gases.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Describe el efecto fotoeléctrico Describe algunos espectros de emisión y absorción. Procedimentales ·      Elaboración de actividades de laboratorio. ·      Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -        PC, Conexión a internet De proyección: -        Cañón Proyector Programas: -         Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -        Presentación en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso. De Laboratorio: Tubos de descarga, Hidrogeno, Helio, Nitrógeno, Oxigeno, Neón, Argón, Kriptón, fuente de poder, espectroscopio o lentes de difracción.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -        El Profesor  hace la presentación de las preguntas Preguntas ¿En que radica la cuantización de la energía? ¿En qué consiste el efecto fotoeléctrico? ¿Cuáles son las aplicaciones del efecto fotoeléctrico? ¿Qué son los espectros de emisión? ¿Qué son los espectros de  absorción? ¿Cuáles son las aplicaciones de los espectros de emisión y absorción? Equipo 5 4 2 1 3 6 Respuesta La energía absorbida o emitida por la materia no es continua (no se puede absorber o emitir cualquier cantidad de energía), sino que se transfiere en unidades elementales de energía, cuantos de energía o fotones. En el efecto fotoeléctrico hay que pensar que la luz está formada por paquetes de energía (denominados fotones). Esta energía depende de la frecuencia de la luz utilizada Para arrancar a un electrón del material, hace falta una cierta energía denominada función trabajo del material La interacción fotón electrón es uno a uno, es decir que si el fotón no le entrega la energía necesaria para salir del material, el fotón sigue de largo. Después de la interacción el fotón desaparece y el electrón se queda con toda la energía que traía en forma de energía cinética La energía cinética que tiene el electrón al salir del material es la energía que le entrega el fotón menos la función trabajo. Esto último establece que para que ocurra efecto fotoeléctrico es necesario que los fotones tengan mas energía que la función trabajo del material. (es decir las luces rojas no darán efecto fotoeléctrico) Cámaras, en el dispositivo que gobierna los tiempos de exposición; en detectores de movimiento; en el alumbrado público; como regulador de la cantidad de tener en la máquinas copiadoras; en las celdas solares muy útiles en satélites, calculadoras, y relojes. Las aplicaciones las encontramos, también, cuando asistimos a una función de cine ya que el audio que escuchamos es producido por señales eléctricas que son provocadas por los cambios de intensidad de la luz al pasar por la pista sonora que viene en la cinta cinematrográfica. El espectro de emisión atómica de un elemento es un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por átomos de ese elemento, en estado gaseoso, cuando se le comunica energía. El espectro de emisión de cada elemento es único y puede ser usado para determinar si ese elemento es parte de un compuesto desconocido. El espectro de absorción es una representación gráfica que indica cantidad de luz absorbida (ε) a diferentes valores de λ. Sirven básicamente para dos cosas: 1.- Identificar moléculas, iones, o elementos en un compuesto o solución dado, pues cada molécula, ion o elemento tiene un espectro de emisión y otro de absorción únicos, de este modo, al leer los espectros podemos ver con exactitud que contiene lo que se leyó comparando con tablas o bases de datos de espectros de moléculas, iones o elementos puros. Por ejemplo, en el espectro de infrarrojo puedes leer los grupos funcionales de una sustancia (Determinas dependiendo de la longitud de onda grupos alcohol, éster, éter, ceto, etc.) 2.- Determinar la concentración de moléculas, iones o elementos en una solución, ya que por medio de la ley de Beer se determina la concentración a partir de la cantidad de radiación (Infrarroja, visible, UV, etc.) emitida o absorbida al incidirle energía (Generalmente en forma de luz). Por ejemplo, al determinar por UV la cantidad de alcohol que tiene un enjuague bucal. Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor -        Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: -        Colocar cada uno de los tubos de descarga en la fuente de poder. -        Conectar la fuente de poder a la corriente eléctrica y oprimir el botón de encendido de la misma. -        Observar el color generado por cada uno de los tubos de descarga y completa la tabla de observaciones. -        Observar con el espectroscopio la luz solar y escribir los colores detectados. El Profesor solicita a cada equipo que de acuerdo a  los resultados obtenidos, comparen los colores emitidos por el Sol y vistos con el espectroscopio Los alumnos discuten y obtiene conclusiones.  FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.