Download Física General II - Plan 2013 - Facultad de Ciencias Biológicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
Universidad del Perú, Decana de América)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ESCUELA PROFESIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICA NUCLEAR ATOMICO Y MOLECULAR
SYLLABUS
SEMESTRE ACADÉMICO
: 2016-2
I. DATOS GENERALES
1.1. Nombre del Curso:
1.2. Código del Curso
1.3. Número de créditos
1.4. Duración del Curso
1.5. Año de Estudios
1.6. Número de Horas
1.6.1. Teoría
1.6.2. Práctica
1.7. Pre Requisito
1.8. Profesor Responsable
FÍSICA GENERAL II
: BO1208
: 04 créditos
: 17 semanas
: II Ciclo
: 05
: 03
: 02
: Física General I
: Lic. Fis. Jorge Huayta Puma
1.8.1. Profesores de Teoría
:
Lic. Fis. Jorge Huayta Puma
1.8.2. Profesores de Práctica : Profesores del Área de Física Medica
Facultad de Ciencias Físicas. UNMSM.
1.9 Horarios y ambientes
:
1.9.1. Teoría
: Aula 408. Facultad de Ciencias Biológicas
1.9.2. Seminarios
: Aula 408. Facultad de Ciencias Biológicas
1.9.3. Laboratorio
: Laboratorio 321. Facultad de Ciencias Físicas
II. 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 las
ciencias biológicas.
III. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS
OBJETIVO GENERAL
 Desarrollar y estimular a los estudiantes un interés efectivo por el estudio de
la física aplicada en el área de las Ciencias Biológicas, 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.
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. EVALUACION
La evaluación estará orientada a comprobar que el estudiante logre avances en
sus niveles de organización de la información, afianzamiento de sus
potencialidades intelectuales de análisis, síntesis, criticidad y creatividad.
El sistema de evaluación es permanente, los exámenes serán de tipo objetivo y
resolución de problemas de aplicación práctica.
Con este fin se establecen los siguientes criterios de evaluación:
Dos exámenes parciales (teorico-practicos)
Un examen sustitutorio
Promedio de Reportes de Laboratorio
Promedio de Practicas de Laboratorio
Promedio de Practicas
Promedio de Prácticas Calificadas
Trabajo Monográfico
Promedio final del curso
Exámenes de Laboratorio
: E1 y E2
: Es
: PR
: PL
: PP
: PPC
: TM
: PF
: EL1 y EL2
PF = (0.30E1 +0.30E2 + 0.40PP)
PP = (0.70PL+0.20PPC+0,10TM)
PL = (EL1 + EL2+ PR)/3
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.
V. METODOLOGÍA
Las clases teóricas serán desarrolladas mediante exposiciones analíticas y
sistemáticas de los contenidos del Syllabus.
Los alumnos participaran en el desarrollo de ejercicios y problemas planteados.
De ser necesario las clases teóricas serán apoyadas con material visual.
Se desarrollaran monografías grupales sobre temas específicos las cuales serán
sustentadas según coordinación con el profesor.
Las clases de laboratorio serán completamente prácticas, debiendo el estudiante
desarrollar un conjunto de Prácticas de Laboratorio y elaborar el informe de cada
experiencia realizada que deberá entregar al profesor.
VI. PROGRAMACIÓN
4.1. ORGANIZACIÓN DEL CURSO
RESPONSABLE
CAPITULO
TEMA
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
4.2. CONTENIDO ANALITICO (TEORIA).
Primera semana: ELECTRICIDAD.
Estructura de la materia. Carga eléctrica. Experimentos con carga eléctrica.
Conservación de la carga. Conductores y aisladores. Carga por contacto y por
inducción. Fuerza eléctrica: 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; Ecuación de Nernst. Ecuación 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. Practica Calificada.
Séptima semana: PRIMER EXAMEN PARCIAL (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. 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.
Decima primera semana: FISICA MODERNA
Propiedades corpusculares de la luz. Efecto fotoeléctrico. El efecto Compton. El
fotón. Dualidad onda-corpúsculo. Los fotones y la visión.
Decima segunda semana: ATOMOS
Propiedades ondulatorias de la materia: hipótesis ondulatoria de De Broglie. Modelo
de Bohr del átomo. Principio de la incertidumbre. Mecánica cuántica.
Décima tercera semana: NUCLEOS
Física nuclear. Estructura del núcleo. Radiactividad, radiación alfa, beta, gamma.
Desintegración radiactiva. Periodo de semidesintegracion radiactiva. Interacción
radiación-materia. Atenuación. Capa hemirreductora. Efectos biológicos de la
radiación. Unidades. Detección y medida de la radiación. Ejercicios
Decima cuarta semana: RADIACIONES IONIZANTES
Radiaciones ionizantes. Dosimetría de la radiación. Aplicaciones de la física nuclear
en la biología y medicina. Practica Calificada
Decima quinta semana: EXPOSICION DE TRABAJOS MONOGRAFICOS
Decima sexta semana: EXAMEN FINAL (E2)
Decima séptima semana: EXAMEN SUSTITUTORIO
4.3.
ACTIVIDAD PRÁCTICA DE LABORATORIO
TEMAS
SEMANA
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS EN EXPERIMENTOS SOBRE
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
CIRCUITOS ELECTRICOS
CAMPO ELECTRICO
LEY DE OHM
POTENCIAL DE REPOSO
POTENCIAL DE ACCION
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
REFLEXION Y REFRACCION DE UN HAZ DE LUZ
ONDAS ESTACIONARIAS
VARIACION DE LA INTENSIDAD DE LA RADIACION CON LA DISTANCIA
VII. BIBLIOGRAFÍA
1. Kane Joseph W. and Sternheim Morton M., Física. 2a Ed. Barcelona. Reverte.
2000
2. F. Sears, M. Zemansky, H Young, R Freedman. Física Universitaria. Volumen 2.
11ma. Edición. Pearson-Addison Wesley. 2004 (Última edición en español)
3. Cromer, A.H., Física para las Ciencias de la Vida. Barcelona. Reverte. 2002
4. Cotterill Rodney M.J., Biophysics an Introduction. England. John Wiley & Sons.
2004.
5. Parisi Mario. Temas de Biofísica. México D.F., McGraw-Hill Interamericana. 2004
6. Ortuño Ortin, M., Física para biología, medicina, veterinaria y farmacia, Critica
(Grimaldo Mondadori S.A.), Barcelona, 2006.
7. Rémizov A. N., Física Médica y biológica, Editorial Mir, Moscú, 1991
8. Russell K. Hobbie, Intermediate Physics for Medicine and Biology, John Wiley &
Sons, New York, 1998.