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 CIENCIAS BIOLÓGICAS
SYLLABUS
SEMESTRE ACADÉMICO
I.
DATOS GENERALES
1.1. Asignatura
1.2. Código
1.3. Números de créditos
1.4. Año de Estudios
1.5. Número de horas
Teoría
Práctica
1.6. Pre – Requisito
1.7. Horario del curso:
Teoría
Práctica
1.8. Profesor Responsable
1.9. Profesores Colaboradores
II.
: 2015 - II
: FISICA GENERAL II
: B01208
: 04 Cuatro
: 2do Ciclo (1er Año)
:5
: 03/12/51 horas
: 02/08/34 horas
: FÍSICA GENERAL I
: Martes
09.00hs-12.00hs
:
: Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
: Profesores del Área Física Médica de la
Facultad de Ciencias Físicas
SUMILLA:
Asignatura que corresponde al área de ciencias básicas, de carácter teórico –
práctico. El propósito del curso es analizar 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 las siguientes unidades: Electrostática y Electrodinámica. Fenómenos
acústicos y ondas electromagnéticas. Óptica y fundamentos de la física moderna.
Aplicaciones en el contexto biológico.
III.
OBJETIVOS DEL CURSO:
3.1. OBJETIVO GENERAL
 Desarrollar y estimular a los estudiantes un interés efectivo por el estudio
de la física aplicada en el área 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.
3.2. 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
1: 0,30
E2: Segundo examen parcial de teoría
1: 0,30
NP: Nota práctica
1: 0,40
P.F.: Promedio final del curso:
PF= 0.30E1 + 0.30E2 +0.4 NP
La nota de práctica (NP) se promediará como sigue:
Nota de laboratorio:
70%
Seminario de problemas
30%
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
 El estudiante tiene derecho a dar examen sustitutorio del 50% del número de
exámenes parciales.
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. Alejo Romero Richard Jhonny
II
ELECTRODINAMICA
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
III
CAMPOS MAGNETICOS
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
IV
ONDAS ELECTROMAGNETICAS
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
V
PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA LUZ
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
VI
OPTICA GEOMETRICA
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
VII
FISICA MODERNA
Lic. Alejo Romero Richard Jhonny
6.2. CONTENIDO ANALITICO (TEORIA)
PRIMERA SEMANA
ELECTROSTATICA
Estructura de la materia. Carga eléctrica. Principios de la conservación de la carga.
Aisladores. Conductores. Carga por contacto y por inducción. Ley de Coulomb. Concepto
de campo. Campo eléctrico debido a la distribución de cargas. Conductores y campos
eléctricos en equilibrio estático. Ejercicios y problemas.
SEGUNDA SEMANA
ELECTROSTATICA
Potencial eléctrico. Diferencia de potencial eléctrico. Diferencia entre potencial eléctrico y
el campo eléctrico. Líneas equipotenciales. El electrón volt, unidad de energía. Dipolos
eléctricos capacitancia. Dieléctricos. Efectos de los dieléctricos. Almacenamiento de
energía eléctrica. Electrocardiograma. Ejercicios y problemas.
TERCERA SEMANA
ELECTRODINAMICA
Corriente eléctrica. Ley de Ohm: (resistencia y resistores). Resistividad.
Superconductividad. Fuentes de energía en los circuitos. Potencia eléctrica. Corriente
alterna. Fuerza electromotriz y Circuitos eléctricos: resistencia en serie y en paralelo.
Energía en potencia y circuitos eléctricos. Efecto Joule. Voltímetro y amperímetro.
CUARTA SEMANA
BIOELECTRICIDAD
Leyes de Kirchhoff. Circuitos con resistencia y capacidad. Fundamentos físicos de la
electroforesis. Ejercicios y problemas. Estructura de las células nerviosas. Propiedades
eléctricas de un axón. Concentraciones iónicas de equilibrio. Potencial de reposo.
Transporte pasivo: Ecuación de Nernst. Transporte activo: la bomba sodio-potasio.
Equilibrio Donnam respuesta de un axón a estímulos fuertes. Potencial de acción.
Velocidad de propagación de un impulso nervioso.
QUINTA 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.
SEXTA 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.
SEPTIMA 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.
OCTAVA SEMANA
PRIMERA EVALUACION (E1)
NOVENA SEMANA
PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA LUZ
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.
DECIMA 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.
DECIMO PRIMERA SEMANA
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 SEGUNDA SEMANA
FISICA MODERNA
Relatividad. Invariabilidad de las leyes físicas. Relatividad de la simultaneidad. Relatividad
de los intervalos de tiempo. Relatividad de la longitud. Cantidad de movimiento relativista.
Trabajo y energía relativista. Mecánica newtoniana y relatividad.
DECIMO TERCERA SEMANA
ATOMOS
Propiedades corpusculares de la luz. Efecto fotoeléctrico. El fotón. Dualidad ondacorpúsculo. Los fotones y la visión. Propiedades ondulatorias de la materia: hipótesis
ondulatoria de De Broglie. Modelo de Bohr del átomo. Principio de la incertidumbre.
Mecánica cuántica.
DECIMO CUARTA SEMANA
NUCLEOS
Física nuclear. Estructura del núcleo. Radiactividad. Interacción con la materia. Periodo de
semidesintegración radiactiva. Fuerzas nucleares. Radioisótopos. Dosis. Niveles de
radiación. Fisión y fusión nuclear. Ejercicios.
DECIMO QUINTA SEMANA
Radiaciones ionizantes. Interacción de la radiación con la materia. Unidades de la
radiación. Efectos biológicos de la radiación. Exposición crónica de la radiación. Detección
y medida de la radiación. Aplicaciones de la física nuclear en la biología y medicina.
DECIMO SEXTA SEMANA
SEGUNDA EVALUACION (E2)
DECIMO SEPTIMA SEMANA
EXAMEN SUSTITUTORIO
6.3.
ACTIVIDAD PRÁCTICA DE LABORATORIO
SEMANA
VII.








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
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 (Ultima 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.