Download Física General II - Facultad de Ciencias Biológicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICA NUCLEAR ATOMICO Y MOLECULAR
SYLLABUS
SEMESTRE ACADEMICO: 2015-2
I. DATOS GENERALES
1.1. Asignatura del curso
1.2. Código del curso
1.3. Duración del curso
1.4. Números de créditos
1.5. Año de estudios
1.6. Número de horas
1.6.1. Teoría
1.6.2. Prácticas
1.7. Pre-requisito
1.8. Profesor responsable
1.8.1. Profesores de Teoría
: FISICA GENERAL II
: B03107
: 17 Semanas
: 04
: II Ciclo (1º Año)
: 03
: 02
: Física General I
: Lic. Fis. Jorge Huayta Puma:
Docente Auxiliar T.P. Código 0A0248
1.8.2. Profesores de Prácticas : Profesores del Área de Física Aplicada
Facultad de Ciencias Físicas. UNMSM.
1.9. Horarios y ambientes
1.9.1 Teoría
: Aula 408. Local Ciencias Biológicas
1.9.2. Seminarios
: Aula 408. Local de ciencias Biológicas
1.9.3. Laboratorios
: Laboratorio 321.Facultad de Ciencias Físicas.
II. SUMILLA:
El curso 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 el análisis de los conceptos y leyes de la electrostática,
electrodinámica. Fenómenos acústicos. Ondas electromagnéticas, óptica y física moderna.
Cada uno de los temas tendrá aplicación a las ciencias biológicas.
III. 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.
IV. 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 prácticas
: 0,40
PF: Promedio final del curso:
PF = 0,3E1 + 0,3E2 +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 prácticos dejados 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 (todo el curso) que reemplazara a E1 o E2.
V. 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.
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
VI. PROGRAMA CALENDARIZADO
6.1. ORGANIZACIÓN DEL CURSO
CAPITULO
TEMA
RESPONSABLE
I
ELECTROSTATICA
Lic. Jorge G. Huayta Puma
II
ELECTRODINAMICA
Lic. Jorge G. Huayta Puma
III
CAMPOS MAGNETICOS
Lic. Jorge G. Huayta Puma
IV
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
Lic. Jorge G. Huayta Puma
V
PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA
LUZ
Lic. Jorge G. Huayta Puma
VI
OPTICA GEOMETRICA
Lic. Jorge G. Huayta Puma
VII
FISICA MODERNA
Lic. Jorge G. Huayta Puma
6.2. 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 electrico debido a la
distribución de cargas. Fundamentos físicos de la electroforesis. Flujo electrico. Ley de
Gauss. Calculos con ley de Gauss. Conductor en equilibrio electrostatico: Propiedades.
Potencial eléctrico. Potencial de una carga y varias cargas. Potencial de una
distribución. Doble capa electrica. Líneas de campo electrico y superficies
equipotenciales. Ejercicios y problemas.
SEGUNDA SEMANA
ELECTRODINAMICA
Intensidad de corriente eléctrica. Densidad de corriente. Campo electrico y densidad de
corriente. Circuito electrico. Analogía hidraulica en circuitos. Ley de Ohm: en un circuito
y en un conductor. Resistencia electrica. Resistividad. Asociación de resistencias,
caracteristicas. Fuerza electromotriz. Fuentes de fem en serie. Leyes de Kirchhoff y su
aplicacion. Energia y Potencia en circuitos electricos. Capacidad eléctrica. Capacitor
plano. Dielectricos Energia almacenada en un condensador. Dielectricos. Asociación
de condensadores. Circuito RC. Ejercicios y problemas.
TERCERA SEMANA
BIOELECTRICIDAD
Celula Nerviosa Estructura de una neurona. Bases fisicas de los potenciales de
membrana. Potencial de membrana de los nervios en reposo. Concentraciones ionicas.
Flujo de Na, Cl, K. Potencial de equilibrio; Ecuacion de Nernst. Ecuacion de GoldmanHodgkin. Potencial de reposo. Potencial de accion. Curva del potencial de accion: Ley
del Todo o Nada. Permeabilidad de Na y K. Transmisión electrica de impulsos
nerviosos. Condiciones electricas de la membrana: resistencia y capacidad. Circuito
electrico 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 Y LENTES
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. El ojo humano y defectos de la visión. La lupa, 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 Comptom. 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.
Desintegracion. Periodo de semidesintegracion radiactiva. Interaccion radiación-materia.
Atenuacion. Capa hemirreductora. Efectos biológicos de la radiación. Unidades.
Detección y medida de la radiación. Ejercicios.
DECIMO CUARTA SEMANA
RADIACIONES IONIZANTES
Radiaciones ionizantes. Dosimetria 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
6.3. 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
VI.
09
ATENUACION DE LA RADIACION
10
VARIACION DE LA INTENSIDAD DE LA RADIACION CON LA
DISTANCIA
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.