F00814. FISICA.
(3-0-8. Requisito: No tiene. 3 MC).
Equivalencia: F95814.
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SISTEMA ITESM
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F00814 FISICA.
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OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA
Tiene como finalidad adiestrar al alumno en
los fundamentos de la física, en áreas tales como:
mecánica, calor, sonido, electricidad y algo de física
moderna con aplicaciones de los principios comprendidos en estas
áreas a los diferentes sistemas y órganos del cuerpo
humano.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO
1. Movimiento rectilineo.
1.1 Desplazamiento, velocidad media, velocidad instantánea y aceleración.
1.2 Movimiento rectilineo uniformemente acelerado, caída libre.
1.3 Vectores, velocidad y aceleración en dos dimensiones.
1.4 Movimiento en dos dimensiones, tiro
parabólico.
2. Ley de Newton del movimiento.
2.1 Fuerza, masa y peso, densidad.
2.2 Primera ley de Newton, equilibrio.
2.3. Segunda y tercera ley de Newton, significado y ejemplos.
2.4 Peso, peso efectivo, fricción.
2.5 Momento de una fuerza, equilibrio de
cuerpos rígidos, centro de gravedad, palancas y ventaja
mecánica, aplicaciones al sistema óseo y muscular
humano.
3. Movimiento circular.
3.1 Aceleración centrípeta, ejemplos de movimiento circular variables angulares.
3.2 Momento de rotación y aceleración angular y momento de inercia.
4. Trabajo, energía y potencia.
4.1 Trabajo, energía cinética, energía potencial y fuerzas conservativas.
4.2 Fuerzas dicipativas, solución de
problemas usando trabajo y energía.
5. Temperatura y comportamiento de los gases.
5.1 Escalas de temperatura, masas moleculares, presión.
5.2 La ley de gas ideal, mezclas de gases, temperatura y energía moleculares.
5.3 Difusión, soluciones diluidas, presión osmótica.
5.4 Trabajo mecánico, primera y segunda ley de la termodinámica.
5.5 Teorema de Carnot y conversión de energía, refrigeradores y bombas de calor, metabolismo humano.
5.6 Dilatación térmica, capacidad calorífica y cambios de fase.
5.7 Conducción de calor,
convección y radiación, regulación de la
temperatura en animales de sangre caliente.
6. La mecánica de los líquidos no viscosos.
6.1 Principio de Arquímedes, ecuación de continuidad, ecuación e Bernoulli.
6.2 El papel de la gravedad en la circulación, medición de la presión sanguínea, medidores de flujo.
6.3 Viscosidad, flujo laminar en un tubo, flujo turbulento.
6.4 Flujo en el sistema circulatorio humano, fuerzas de arrastre viscosos, centrifugación.
6.5 Surfactante en los pulmones, el
corazón como una bomba, la elevación de sabia en los
árboles, presiones negativas.
7. Movimiento ondulatorio.
7.1 La representación de ondas, la velocidad de las ondas, interferencia y ondas estacionarias, los efectos en las fronteras.
7.2 Ondas estacionarias resonantes, ondas complejas y pulsaciones, energía y momento en las ondas.
7.3 La polarización de las ondas transversales, el efecto Doppler.
7.4 La naturaleza y velocidad del sonido, ondas estacionarias sonoras, intensidad de las ondas sonoras, fuentes y detectores de sonido.
7.5 Respuesta auditiva, localización
auditiva, ultrasonido.
8. Propiedades ondulatorias de la luz.
8.1 El índice de refracción, reflexión y refracción de la luz experimento de Young.
8.2 Coherencia. Difracción, polarización, difracción de rayos X, holografía.
8.4 El ojo humano, tomografía, defectos del ojo humano, percepción de color.
8.5 El efecto fotoeléctrico, el
fotón, rayos X, fotones y visión.
9. Radiación ionizante.
9.1 Radioactividad, vida media, protones y neutrones.
9.2 Interacción de la
radiación con la materia, unidades de radiación,
detección de radiación, exposición
crónica, efectos de la radiación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR
TEMA
1. Movimiento rectilineo Familiarizar al estudiante con diversos sistemas de unidades, conversiones de unidades entres esos sistemas, conceptos de cinemática y la aplicación de las ecuaciones del movimiento rectilineo uniforme en cinemática. Entender el concepto de vector y los métodos analíticos y geométrico de suma vectorial.
1.1 Definir o reconocer las mejores definiciones de:
a) estándar
b) dimensión
c) unidad
d) sistemas de unidades
f) sistema internacional (SI) de unidades
g) velocidad promedio e instantánea
h) aceleración promedio instantánea
i) movimiento uniforme línea
recta.
1.2 Convertir cantidades de un sistema de unidades a otro conociendo las equivalencias entre las unidades necesarias.
1.3 Calcular a partir de gráficas distancia-tiempo, velocidad-tiempo o aceleración-tiempo, conociendo las condiciones iniciales del movimiento, las siguientes cantidades:
a) velocidad promedio
b) aceleración promedio
c) distancia recorrida
d) velocidad final
e) velocidad instantánea
f) aceleración
instantánea.
1.4 Calcular analíticamente las
cantidades físicas mencionadas en el objetivo anterior usando
para ello las ecuaciones del movimiento uniformemente acelerado.
1.5 Memorizar las ecuaciones del movimiento uniformemente acelerado y reconocer el significado de cada uno de sus términos.
1.6 Definir o reconocer la mejor definición de:
a) vector
b) escalar
c) teorema de Pitágoras
d) vector unitario
e) vector componente
f) ángulo de lanzamiento, g)
alcance.
1.7 Aplicar el método geométrico en la adición y substracción de vectores.
1.8 Aplicar el método analítico en la adición y substracción de vectores, así como también en la multiplicación de un vector por un escalar.
1.9 Representar vectorialmente la velocidad y aceleración en dos dimensiones.
1.10 Aplicar las ecuaciones de movimiento parabólico en cinemática.
1.11 Memorizar las ecuaciones del
movimiento parabólico y reconocer el significado de cada uno
de sus términos.
2. Ley de Newton del movimiento. Conocer la relación entre los conceptos de mas ay fuerza, entender y aplicar las leyes de Newton del movimiento y utilizar las unidades de masa y fuerza de el sistema SI. Familiarizar al estudiante con el estudio de las fuerzas que actúan sobre un objeto en equilibrio y en reposo. Entender y aplicar el concepto de producto vectorial.
2.1 Enunciar o reconocer el mejor enunciado de la primera, segunda y tercera ley de Newton del movimiento.
2.2 Definir o reconocer la mejor definición de: a) fuerza, b) peso, c) masa gravitacional e inercial, d) sistema de coordenadas inerciales, e) equilibrio: estable, inestable, neutral, f) normal, g) fuerza resultante, h) diagrama de cuerpo libre, i) ley de cuadrado inverso, j) ley de gravitación universal, k) fricción, l) coeficiente de fricción cinético y estático.
2.3 Reconocer las unidades de masa y fuerza en los sistemas SI y técnico y poder convertir las cantidades (masa y fuerza) de un sistema a otro.
2.4 Describir el funcionamiento de las articulaciones respecto al concepto de fricción.
2.5 Conocer y aplicar las características del plano inclinado como: posición de los ejes cartesianos para lograr una resolución más simple de los problemas y relación de ángulos.
2.6 Definir o reconocer la mejor definición de:
a) momento
b) brazo de palanca
c) producto vectorial o producto cruz
d) par (de fuerzas)
e) centro de gravedad
f) centro de masa
g) máquinas
h) ventaja mecánica
i) regla de mano derecha
j) estabilidad
k) balance
l) polea.
2.7 Enunciar o identificar las condiciones de equilibrio para un cuerpo rígido.
2.8 Entender y memorizar las expresiones matemáticas, y reconocer el significado de cada uno de sus términos: a) producto vectorial, b) magnitud del producto vectorial, c) centro de gravedad, d) ventaja mecánica.
2.9 Aplicar las ecuaciones anteriores y las
condiciones de equilibrio de estática.
3. Movimiento circular. Entender como las leyes de Newton del movimiento pueden ser aplicadas a situaciones donde se presenta un movimiento circular uniforme. Comprender el concepto de aceleración centrípeta producida por fuerzas de muy diversos tipos tales como, fricción, fuerza eléctrica, fuerza debida a la gravedad, etc.
3.1 Definir o reconocer las mejores definiciones de:
a) movimiento circular uniforme
b) aceleración centrípeta
c) curva peraltada
d) radio de curvatura
e) peso efectivo
f) carga eléctrica
g) fuerza eléctrica
h) núcleo
i) nucleones, neutrón, protón
j) conservación de carga
k) ley de Coulomb
l) ion
m) fuerza nuclear.
3.2 Memorizar las ecuaciones del movimiento circular uniforme y reconocer el significado de cada uno de sus términos.
3.3 Conocer de los efectos fisiológicos de la aceleración centrípeta.
3.4 Aplicar la segunda ley del movimiento
circular.
4. Trabajo, energía y potencia. Darse cuenta que para el estudio de esta unidad es necesario reconocer la importancia de los temas anteriores. El entendimiento de conceptos tales como vector, gráfica, velocidad, diagrama de fuerzas, leyes de Newton del movimiento, etc. es esencial.
4.1 Definir o reconocer la mejor definición de:
a) trabajo
b) joules
c) energía cinética
d) trabajo neto
e) energía potencial
f) fuerza conservativa
g) energía mecánica total
h) fuerza disipativa
i) fuerza aplicada
j) fuerza gravitacional
k) conservación de energía mecánica
l) energía potencial gravitacional
m) potencial eléctrico
n) volt
o) electrón-volt (eV)
p) potencia
q) watt
r) parámetro fisiológico del modelo de Keller para carreras de pista en atletismo.
4.2 Reconocer las unidades de energía y potencia en sistema SI.
4.3 Memorizar las ecuaciones de: trabajo, energía cinética, energía potencial gravitacional, conservación de la energía fricción, energía potencial eléctrica, potencial eléctrico, potencia, potencia (donde la velocidad es constante o para intervalos de tiempo muy pequeños).
4.4 Resolver problemas usando los conceptos de trabajo, energía y potencia.
4.5 Determinar el trabajo a partir de una gráfica simple de fuerza-distancia.
4.6 Resolver problemas de carreras de pista de atletismo usando los parámetros fisiológicos del modelo Keller.
5. Temperatura y comportamiento de los gases. Comprender las bases moleculares del fenómeno de temperatura utilizando el modelo del gas ideal. Utilizar este método para entender los fenómenos de difusión y osmosis. Entender el procesos de transferencia de energía por diferencia de temperatura (calor), y las diversas manifestaciones de este proceso, conducción por ejemplo. Además entender la manera en que los animales regulan su temperatura. Entender los principios básicos d e la primera y segunda leyes de la termodinámica y aplicar algunos de los conceptos de termodinámica al metabolismo humano.
5.1 Definir: unidad de masa atómica, masa molecular, mol número de Avogadro, presión, gas diluido, gas ideal, temperatura Kelvin, velocidad raíz cuadrática media, difusión, movimiento al azar, membrana semipermeable, concentración, solución isotónica.
5.2 Memorizar las ecuaciones de: relación entre las temperaturas Celcius y Fahrenheit, presión, ecuación de estado del gas ideal, relación entre la energía cinética promedio por molécula de un gas ideal y la constante de Boltzmann, constante de Boltzmann, número de moléculas en moles, velocidad raíz cuadrática media, desplazamiento cuadrático medio (donde es la constante de difusión), presión osmótica, concentración del soluto impermeable.
5.3 Determinar la masa molecular a partir de la fórmula química del conocimiento de las masas atómicas.
5.4 Dada la temperatura en grados Celcius, Fahrenheit o Kelvin transformarla a cualquiera de las otras dos escalas mencionadas.
5.5 Determinar el número de moléculas presentes en una masa de una substancia conociendo su masa molecular.
5.6 Resolver problemas relacionados con presión.
5.7 Resolver problemas utilizando la ley de estado del gas ideal.
5.8 Resolver problemas relacionando temperatura y energía cinética molecular.
5.9 Resolver problemas aplicando el concepto de difusión.
5.10 Resolver problemas aplicando el concepto de presión atmosférica.
5.11 Definir:
a) coeficiente de expansión lineal
b) termostato
c) coeficiente de expansión volumétrica
d) energía interna
e) capacidad calorífica
f) capacidad calorífica molar
g) calor específico
h) calorímetro
i) cambio de fase
j) sublimación
k) punto triple
l) punto crítico
m) calor latente
n) conductividad térmica
ñ) convección
o) emisividad
p) longitud de onda
q) cuerpo negro
r) ley de desplazamiento de Wien
s) ley de Stefan
t) termografía.
5.12 Memorizar las ecuaciones de:
dilatación en sólidos, dilatación en l
íquidos, dilatación en gases, capacidad
calorífica, calor específico, capacidad
calorífica molar, capacidad calorífica molar para un
gas ideal monoatómico, (a volumen constante, cantidad de calor
durante el cambio de fase, calor ganado igual a calor perdido
(conservación de la energía), flujo de calor
(conducción) flujo de calor (convección), velocidad de
onda = (longitud de la onda) (frecuencia de la onda), ley de
desplazamiento de Wien, flujo de calor (radiación Ley de
Stefan).
5.13 Explicar los siguientes fenómenos:
a) el coeficiente de expansión volumétrica negativo del agua
b) la variación del calor específico con la temperatura
c) el uso de ventanas con doble vidrio, cortinas, etc. para reducir el flujo de calor, H
d) el factor la velocidad del aire
e) regulación de la temperatura en animales de sangre caliente y de sangre fría
f) adaptaciones biológicas tales como de estación y de evolución
g) cuando se "enchina la piel"
h) pies fríos en invierno.
5.14 El estudiante será capaz de calcular tanto la producción como la pérdida de calor en el cuerpo humano.
5.15 Aplicar las ecuaciones. Aplicar las ecuaciones anteriores a problemas de expansión térmica y transmisión (conducción, convección y radiación) de calor.
5.16 Definir primera ley de la termodinámica, energía interna, procesos termodinámicos, ciclo termodinámico, procesos: adiabático, isotérmico, isobárico, isocórico, estado irreversible, segunda ley de la termodinámica, ciclo de Carnot, eficiencia de Carnot, coeficiente de ejecución térmica (para un refrigerador) metabolismo humano, equivalente calorífico del oxígeno razón de metabolismo basal.
5.17 Memorizar las ecuaciones de: trabajo (forma diferencial), trabajo, primera ley de termodinámica (forma diferencial), primera ley de termodinámica, Entropía (forma diferencial) Entropía coeficiente de ejecución térmica (eficiencia de un refrigerador), eficiencia (máquina térmica), razón de cambio de la energía interna, porcentaje de eficiencia de la utilización del alimento.
5.18 Resolver problemas aplicando la primera y segunda leyes de termodinámica.
5.19 Resolver problemas aplicando el
concepto de eficiencia de una máquina de Carnot.
6. La mecánica de los
líquidos no viscosos. Entender y aplicar la ecuación de
continuidad, la ecuación de Bernoulli. Comprender que el
estudio del comportamiento de los fluidos corresponde a la
mecánica sustituyendo los conceptos de masa y fuerza por masa
específica y presión respectivamente. Entender la
descripción física de las fórmulas de velocidad
promedio y ley de Poiseville y la aplicación de
análisis dimensional en la derivación de ellas.
Comprender la descripción cualitativa de flujo turbulento.
6.1 Definir la masa específica (densidad), masa específica relativa (densidad específica), peso específico, presión Pascal, Torr, fuerza de empuje o boyante, principio de Arquímedes, ecuación de continuidad, gasto, línea de corriente, nivel de referencia, flujo de referencia, flujo de estado estable, flujo turbulento, tubo de flujo, ecuación de Bernoulli, manómetro, presión absoluta, presión manométrica, electrómometro, tubo de Venturi, tubo de Prandtl, prensa hidráulica, barómetro.
6.2 Memorizar las ecuaciones de: masa específica, peso específico, presión, fuerza de empuje, ecuación de continuidad, gasto, ecuación de Bernoulli, presión estática, pesión sanguínea (media por el método de canulación).
6.3 Familiarizarse con las unidades de presión.
6.4 Explicar el método de medición de presión por canulación.
6.5 Resolver problemas relacionados con fluidos en reposo y con fluidos en movimiento.
6.6 Definir o explicar: fuerza viscosa,
viscosidad, poise, flujo laminar, gradiente de presión,
análisis dimensional, poiseuille, flujo turbulento,
número de Reynold, fuerzas viscosas de arrastre de baja
velocidad, fuerzas viscosas de arrastre de alta velocidad,
centrifugación.
6.7 Conocer las ecuaciones y lo que representan cada uno de sus términos de: fuerza viscosa, velocidad promedio (flujo laminar), gato flujo laminar, ley Poiseuille, número de Reynolds, flujo en un tubo de radio r, fuerza viscosa de arrastre de baja velocidad, condición para usar la ecuación anterior siendo el cuerpo una esfera de radio r, fuerza viscosa de arrastre de baja velocidad para una esfera. (ley de Strokes), velocidad terminal para una esfera, baja velocidad, fuerza viscosa de arrastre de alta velocidad, velocidad terminal alta velocidad, fuerza viscosa de arrastre, baja velocidad, coeficiente de fricción, velocidad de sedimentación, relación entre la constante de difusión D, la constante de Boltzmann, la temperatura TE, y el coeficiente de fricción.
6.8 Aplicar las ecuaciones anteriores en la solución de problemas de flujo de fluidos viscosos.
6.9 Definir o explicar: tensión superficial, ángulo de contacto, capilaridad, menisco, ley de Laplace, presión transmural, líquido surfactante.
6.10 Describir la función que el líquido surfactante desempeña en los pulmones.
6.11 Conocer las ecuaciones y lo que representa cada uno de sus términos de: tensión superficial, altura, capilaridad, membrana esférica, burbuja esférica, tubo cilíndrico.
6.12 Definir o explicar: ventrículo, atrio, lecho vascular, esfigmanómetro, presión: sistólica, diastólica, resistencia al flujo sanguíneo.
6.13 Conocer las ecuaciones y lo que representa cada uno de sus términos: presión, resistencia al flujo (laminar o turbulento), potencia, energía necesaria por segundos para vencer las fuerzas viscosas.
6.14 Aplicar las ecuaciones anteriores en la solución de problemas relacionados con el sistema circulatorio.
6.15 Conocer los efectos de la aceleración de la presión sanguina.
6.16 Conocer las unidades de resistencia al flujo.
6.17 Resolver problemas de resistencia al
flujo sanguíneo en serie y en paralelo.
7. Movimiento ondulatorio. Entender el comportamiento y las propiedades de las ondas en medios elásticos, tales como el principio de superposición, resonancia, polarización y efecto Doppler. Estudio de ondas sonoras dando énfasis en aquellas características diferentes a las de otros tipos de ondas. (la producción, propagación, detección y uso del sonido requieren del estudio de la transferencia de energía mecánica). Estudio cualitativo del proceso del habla, introducir al estudio de los niveles de audición y ultrasonidos: principios e instrumentación.
7.1 Onda periódica, ondas
transversales, ondas longitudinales, longitud de onda, amplitud,
ondas senoidales, velocidad de onda, velocidad de las
partículas del medio elástico, ángulo de
desplazamiento, superposición, interferencia (constructiva,
destructiva), nodo, antinodo, onda estacionaria, resonancia, fase,
frontera, frecuencia fundamental, armónicos, sobretonos,
frecuencia de pulsaciones, intensidad, onda polarizada, efecto
Doppler.
7.2 Conocer lo que representa cada uno de los siguientes términos y aplicar las ecuaciones de: ecuación que representa una curva senoidal, ecuación que representa una onda senoidal moviéndose hacia la derecha, específicamente: desplazamiento de las partículas del medio elástico por el que se propaga la perturbación en función de su posición X y el tiempo t, onda senoidal desfasada un ángulo con respecto de la función seno, k número de onda, longitud de onda, velocidad de la onda en general, velocidad de la onda propagándose en una cuerda de densidad lineal de masa µ, y tensión T, superposición de dos ondas de la misma amplitud y frecuencia que viajan en la misma dirección, superposición de dos ondas de la misma amplitud y frecuencia que viajan en direcciones opuestas, ondas estacionarias, velocidad transversal de las partículas del medio, frecuencia de resonancia pulsaciones, onda compleja resultante, número de pulsaciones intensidad de una onda polarizada, frecuencia en el efecto Doppler.
7.3 Explicar como funciona el medidor de flujo usando el efecto Doppler.
7.4 Dada la ecuación de la onda, determinar: la amplitud, longitud de onda, frecuencia, fase, ángulo de fase, velocidad de la onda, velocidad de las partículas del medio.
7.5 Determinar las frecuencias de resonancia para cuerdas con extremos fijos.
7.6 Determinar el número de pulsaciones a partir de la ecuación de pulsaciones.
7.7 Determinar la intensidad de una onda después de pasar por una hoja polarizada.
7.8 Aplicar el concepto del efecto Doppler a la solución de problemas de flujo.
7.9 Definir o explicar: variación de presión, traductores, módulo de elasticidad de volumen, ondas estacionarias, intensidad de las ondas sonoras, fuentes de vibración, estructura resonante de un instrumento, resonancia en tubos abiertos y cerrados, espectro sonoro, bocinas, oído medio, oído interno, umbral de audición, umbral de sensación, nivel de intensidad, decibeles, sonoridad, tono calidad de sonido, ultrasonido, cavitación, cristal, piezoeléctrico, instrumentación ultrasónica en diagnóstico.
7.10 Conocer lo que representa cada uno de los siguientes términos y aplicar correctamente las ecuaciones de: módulo de elasticidad de volumen, frecuencia de resonancia para tubos con 2 extremos abiertos, frecuencia de resonancia para tubos con un extremo cerrado, intensidad de una onda sonora en función del cambio de presión, intensidad, nivel del intensidad, razón de la intensidad de la onda reflejada a la intensidad de la onda incidente.
8. Propiedades ondulatorias de la luz. Conocer los aspectos fundamentales de la óptica ondulatoria tales como reflexión, refracción, interferencia, difracción y polarización. Conocer los conceptos básicos de la óptica geométrica.
8.1 Definir o explicar: índice de refracción, manómetro, Angstrom, principio de Hugens, frente de onda, frente de onda secundario, reflexión-difusa, especular, ley de Snell, luz blanca, dispersión, espectro de línea y continuo, reflexión interna total, ángulo crítico, luz monocromática, interferencia constructiva y destructiva, coherencia, rejilla de difracción, criterio de difracción, ángulo de Brecuster, polarización de la luz.
8.2 Conocer las ecuaciones y lo que
representa cada uno de sus términos de: índice de
refracción, relación entre los índices de
refracción de los medios y las longitudes de onda diferentes
del haz de luz, relación entre las intensidades de la luz
reflejada e incidente para una incidencia normal, ley de Snell, ley
de Snell-ángulo crítico, condición para
interferencia constructiva, poder de
resolución-difracción de la luz por una abertura
circular de diámetro d, condición que debe satisfacer
el ángulo de incidencia (ángulo de Brewster) para
obtener polarización completa en el haz de luz reflejado.
8.3 Aplicar las ecuaciones anteriores en la resolución de problemas de óptica.
8.4 Mencionar algunas aplicaciones médicas de la fábrica óptica.
8.5 Definir o explicar: imagen virtual, real erecta, invertida, lentes convergentes y divergentes, distancia focal, eje del lente, ecuación el fabricante de lentes, conversión de signos índice de refracción relativo, magnificación linear, fórmula de lentes delgados, aberración, magnificación angular, agudeza visual, umbral de intensidad, acomodación, potencia, percepción de calor, cámara fotográfica, resolución y constante en microscopio, microscopios: de polarización, de interferencia, de contraste de fase, defectos ópticos del ojo.
8.6 Conocer lo que representa cada uno de los siguientes términos y aplicar correctamente sus ecuaciones: fórmula del fabricante de lentes, magnificación lineal, fórmula de lentes delgados, magnificación total de un microscopio, potencia, potencia de acomodación, mínima separación que puede ser resuelta por un microscopio, magnificación angular.
8.7 Explicar el método de rayos para la formación de imágenes.
8.8 Explicar el funcionamiento de la cámara.
8.9. Definir o explicar: radiación de cuerpo negro, ley de Planck, las dos características de los osciladores atómicos de una cavidad, constante de Planck, efecto fotoeléctrico, corriente fotoeléctrica, función de trabajo, fotones, energía del fotón, efecto Compton, momento del fotón, umbral absoluto de visión.
8.10 Conocer cada uno de los siguientes términos y aplicar correctamente las ecuaciones a la solución de problemas: energía del fotón, W función de trabajo, frecuencia de umbral, potencial de parada, momento.
8.11 Explicar los resultados del efecto fotoeléctrico.
8.12 Defina o explique: número masivo, número atómico, número de neutrones, isótopos, nuclidos, fuerza nuclear, eléctrica y vida media, vida media efectiva, constante de desintegración, radio nuclear, femtómetro, defecto de masa, energía de ligazón, equivalente de masa y energía, fisión, fusión, fuerza nuclear, modelo nuclear de capas, conversión interna, positrón, captura electrónica, efecto túnel, reactores atómicos.
8.13 Conocer cada uno e los siguientes términos y aplicar las ecuaciones en la solución de problemas: cambio en el número de nuclidos, fórmula de desintegración exponencial, constante de desintegración, vida media efectiva, vida media física, vida media biológica, ecuación que da una recta en papel semilogarítmico, radio nuclear, equivalencia de masa de masa-energía.
8.14 Explique el método del carbón 14 en arquelogía.
8.15 Explique el método de
desintegración radiactiva usado en geocronología.
9. Radiación ionizante. Entender la física y la biología de la radiación ionizante, conocer las innovaciones técnicas para optimizar la razón riesgo/beneficio de los uso médicos de la radiación.
9.1 Definir o explicar: radiación ionizante, rango de penetración, efecto fotoeléctrico, efecto Compton, electrón volt, razón de pérdida de energía, producción de pares, positrones, energía termal, medidas de radiación, actividad de la fuente, exposición, dosis absorbida, unidades de radiación: Curie, Roentgen, rad, gray. Cantidades biológicas (radiación): efectividad biológica relativa (RBE), Rem (unidad), dosis biológicamente equivalente (en REM>), hipótesis lineal, gráfica de probabilidad por año contra dosis absorbida (rads), dosis máxima permisible (MPD), dosis de doblaje efectos genéticos de la radiación, exposición a radiación crónica, trazadores, diagnóstico: estudio de volumen, estudio de función dinámica, estudio de producción de imagen con rayos gama, cámara Agger, radio terapia, contadores de gas ionizado, contadores de centelleo.
9.2 Conocer las ecuaciones y lo que
representa cada uno de sus términos de: razón de
pérdida de energía, actividad.
9.3 Aplicar las ecuaciones anteriores en la
solución de problemas de radiación ionizante.
METODOLOGIA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE
APRENDIZAJE
Exposición de temas en clase por
parte del profesor. Realización por parte del alumno de
tareas; investigaciones bibliográficas; exposición de
temas en clase de aplicaciones de los conceptos vistas en clase en
aparatos de diagnóstico utilizados en las medicina.
Exposición en clase por parte de los alumnos, de la incidencia
de los principios y leyes de la física en los diferentes
sistemas del cuerpo humano.
TIEMPO ESTIMADO POR TEMA
Tema 1 5 horas
Tema 2 5 horas
Tema 3 5 horas
Tema 4 5 horas
Tema 5 5 horas
Tema 6 5 horas
Tema 7 5 horas
Tema 8 5 horas
Tema 9 5 horas
Examen 3 horas
Total 48 horas
POLITICAS DE EVALUACION SUGERIDAS
Tres exámenes parciales 50%
Tareas 10%
Exposiciones orales e investigación bibliográficas 10%
Examen final 40%
LIBRO(S) DE TEXTO
Joseph W. Kane and Morton M Sternheim
Physics
John Wiley and sons, 3th.edition, 1988.
LIBRO(S) DE CONSULTA
David Jon, Josep Euric Llebot y Carlos Pérez García
Física para ciencias de la vida
McGraw Hill, 1994.
PERFIL DEL MAESTRO
Profesor con carrera de ingeniería y con maestría con seis materias en el área de física.