Guía de Estudio Relatividad y Física Cuántica

Relatividad y Física CuánticaRelatividad y Física Cuántica

NivelaciónA c a d é m i c a

Ciencias Naturales: Física Química

Guía de Estudio

© De la presente edición

Colección:GUÍAS DE ESTUDIO - NIVELACIÓN ACADÉMICA

DOCUMENTO:Unidad de FormaciónRelati vidad y Física Cuánti caDocumento de Trabajo

Coordinación:Dirección General de Formación de MaestrosNivelación Académica

Como citar este documento:Ministerio de Educación (2016). Guía de Estudio: Unidad de Formación “Relati vidad y Física Cuánti ca”, Equipo Nivelación Académica, La Paz Bolivia.

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NivelaciónAcadémic a

Relatividad y Física Cuántica


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ESFM: .....................................................................................................................................................................................................

Centro Tutorial: .....................................................................................................................................................................................................

Puntaje

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Índice

Presentación .................................................................................................................... 7Estrategia Formati va ........................................................................................................ 8Objeti vo Holísti co de la Unidad de Formación .............................................................. 10Orientaciones para la Sesión Presencial ........................................................................ 11Materiales Educati vos .................................................................................................... 13Parti endo desde Nuestra Experiencia y el Contacto con la Realidad. ............................ 14

Tema 1: Relati vidad ................................................................................................ 19Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 201. Principio de relati vidad y luz ..................................................................................... 202. Transformaciones galileanas directas ...................................................................... 233. Transformaciones de Lorentz ................................................................................... 234. Principios de la relati vidad dinámica relati vista ....................................................... 255. Teoría especial de la relati vidad ............................................................................... 256. Paradoja de los gemelos ........................................................................................... 267. Adición de las velocidades de Einstein ..................................................................... 289. Aplicaciones relati vistas en la cosmología ................................................................ 29

Tema 2: Teoría Atómica y Cuánti ca .......................................................................... 30Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 311. Resumen de la Física Clásica ..................................................................................... 312. Dualidad onda partí cula .......................................................................................... 323. Difracción de electrones ........................................................................................... 334. El átomo y espectro de hidrógeno ............................................................................ 335. El modelo de Bohr .................................................................................................... 346. Efecto Fotoeléctrico .................................................................................................. 35

Tema 3: Física Nuclear ............................................................................................. 36Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 371. Modelos atómicos .................................................................................................... 372. Estructura atómica ................................................................................................... 383. Propiedades de los núcleos ...................................................................................... 384. Radioisótopos ........................................................................................................... 395. Efectos de la radiación .............................................................................................. 406. La fuerza nucleón - nucleón...................................................................................... 407. Fisión y fusión nuclear .............................................................................................. 418. Rayos cósmicos ......................................................................................................... 42

Tema 4 : Física de Partí culas ..................................................................................... 44Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 451. Desintegración beta e interacción débil ................................................................... 453. Simetría de las anti partí culas ................................................................................... 464. Conservación de leptones ........................................................................................ 475. Los hadrones ............................................................................................................ 476. Violación de la simetría de anti partí culas ................................................................. 48

Orientaciones para la Sesión de Concreción .................................................................. 49Orientaciones para la Sesión de Socialización ............................................................... 54Bibliografí a ..................................................................................................................... 55Anexo

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Presentación

El proceso de Nivelación Académica consti tuye una opción formati va dirigida a maestras y maestros sin perti nencia académica y segmentos de docentes que no han podido concluir dis-ti ntos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP. EL mismo ha sido diseñado desde una visión integral como respuesta a la complejidad y las necesidades de la transformación del Sistema Educati vo Plurinacional.

Esta opción formati va desarrollada bajo la estructura de las Escuelas Superiores de Formación de Maestras/os autorizados, consti tuye una de las realizaciones concretas de las políti cas de formación docente, arti culadas a la implementación y concreción del Modelo Educati vo Sociocomunitario Producti vo (MESCP), para incidir en la calidad de los procesos y resultados educati vos en el marco de la Revolución Educati va con ‘Revolución Docente’ en el horizonte de la Agenda Patrióti ca 2025.

En tal senti do, el proceso de Nivelación Académica contempla el desarrollo de Unidades de Formación especializadas, de acuerdo a la Malla Curricular concordante con las necesidades formati vas de los diferentes segmentos de parti cipantes que orientan la apropiación de los contenidos, enriquecen la prácti ca educati va y coadyuvan al mejoramiento del desempeño docente en la UE/CEA/CEE.

Para apoyar este proceso se ha previsto el trabajo a parti r de Guías de Estudio, Dossier Digital y otros recursos, los cuales son materiales de referencia básica para el desarrollo de las Unidades de Formación.

Las Guías de Estudio comprenden las orientaciones necesarias para las sesiones presenciales, de concreción y de socialización. En función a estas orientaciones, cada tutora o tutor debe enriquecer, regionalizar y contextualizar los contenidos y las acti vidades propuestas de acuerdo a su experiencia y a las necesidades específi cas de las y los parti cipantes.

Por todo lo señalado se espera que este material sea de apoyo efecti vo para un adecuado pro-ceso formati vo, tomando en cuenta los diferentes contextos de trabajo y los lineamientos de la transformación educati va en el Estado Plurinacional de Bolivia.

Roberto Iván Aguilar GómezMINISTRO DE EDUCACIÓN

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Estrategia Formativa

El proceso formati vo del Programa de Nivelación Académica se desarrolla a través de la moda-lidad semipresencial según calendario establecido para cada región o contexto, sin interrupción de las labores educati vas en las UE/CEA/CEEs.

Este proceso formati vo, toma en cuenta la formación, prácti ca educati va y expectati vas de las y los parti cipantes del programa, es decir, maestras y maestros del Sistema Educati vo Plurinacio-nal que no concluyeron diversos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP y PPMI.

Las Unidades de Formación se desarrollarán a parti r de sesiones presenciales en periodos intensivos de descanso pedagógico, acti vidades de concreción que la y el parti cipante deberá trabajar en su prácti ca educati va y sesiones presenciales de evaluación en horarios alternos durante el descanso pedagógico. La carga horaria por Unidad de Formación comprende:

SESIONES PRESENCIALES

CONCRECIÓN EDUCATIVA

SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN

24 Hrs. 50 Hrs. 6 Hrs. 80 Hrs. X UF

FORMACIÓN EN LA PRÁCTICA

Estos tres momentos consisten en:

1er. MOMENTO (SESIONES PRESENCIALES). Parte de la experiencia coti diana de las y los par-ti cipantes, desde un proceso de refl exión de su prácti ca educati va.

A parti r del proceso de refl exión de la prácti ca de la y el parti cipante, la tutora o el tutor pro-mueve el diálogo con otros autores/teorías. Desde este diálogo de la y el parti cipante retroa-limenta sus conocimientos, refl exiona y realiza un análisis comparati vo para generar nuevos conocimientos desde su realidad.

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RELATIVIDAD Y FÍSICA CUÁNTICA

2do. MOMENTO (CONCRECIÓN EDUCATIVA). Durante el periodo de concreción de la y el parti cipante deberá poner en prácti ca con sus estudiantes o en su comunidad educati va lo trabajado (contenidos) durante las Sesiones Presenciales. Asimismo, en este periodo de la y el parti cipante deberá desarrollar procesos de autoformación a parti r de las orientaciones de la tutora o el tutor, de la Guía de Estudio y del Dossier Digital de la Unidad de Formación.

3er. MOMENTO (SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN). Se trabaja a parti r de la socialización de la experiencia vivida de la y el parti cipante (con documentación de respaldo); desde esta presentación de la tutora o el tutor deberá enriquecer y complementar los vacío y posterior-mente avaluar de forma integral la Unidad de Formación.

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Objetivo Holístico de la Unidad de Formación Una vez concluida la sesión presencial (24 horas académicas), la y el parti cipante deberá cons-truir el objeti vo holísti co de la presente Unidad de Formación, tomando en cuenta las cuatro dimensiones.

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Orientaciones para la Sesión Presencial

Dentro de cada guía que aborda una Unidad de Formación de la especialidad de Ciencias Naturales: Física - Química, se desarrollarán diferentes contenidos planteados a parti r de diversas acti vidades, las cuales permiti rán alcanzar el objeti vo del Proceso Formati vo.

Al inicio del desarrollo de la presente guía de estudio, encontrarás una acti vidad ti tulada “Parti endo desde nuestra experiencia y contacto con la realidad”, mediante la cual podremos reforzar tus saberes y conocimientos en relación a la Unidad de Formación.

La presente Unidad de Formación, por ser de carácter formati vo y evaluable, las y los parti cipantes trabajarán en la diversidad de acti vidades teóricas/prácti cas programadas para el desarrollo de las temáti cas. Durante el proceso de desarrollo de la presente guía deben remiti rse constantemente desde el principio hasta el fi nal, al material bibliográfi co (dossier) que se les ha proporcionado, puesto que, nos ayudará a tener una visión más amplia y clara de lo que se trabajará en toda la Unidad de Formación, programada para el siguiente conjunto de temáti cas:

• Relati vidad.

• Teoría Atómica y Cuánti ca

• Física Nuclear

• Física de Partí culas

Para las sesiones presenciales debe tomarse en cuenta dos aspectos:

1. La organización del Aula: Para comenzar el desarrollo del proceso formati vo es fundamental considerar la organización del ambiente pedagógico, de manera que sea un espacio propicio y adecuado para el avance de las acti vidades planteadas. Tomando en cuenta el ti po de acti vidad o acti vidades que se realizarán durante la sesión.

2. Las acti vidades formati vas, considerando la profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co. Las acti vidades correspondientes a la Unidad de Formación “Relati vidad y Física Cuánti ca”, que a lo largo de los contenidos irán desarrollándose de acuerdo a las consignas en cada una de ellas, ti enen relevancia a parti r de las siguientes tareas:

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GUÍA DE ESTUDIO

• Aplicación de las experiencias propias, pedagógicas en el contexto.

• Resolución de las acti vidades planifi cadas.

• Descripción y construcción de gráfi cos (dibujos).

• Análisis y profundización de lecturas.

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Materiales Educativos

Descripción del Material/recurso educati vo Producción de conocimientos

Documentos Digitales

Fortalece de manera clara y refl exiva el desarro-llo de los conocimientos nuevos a trabajar, poder analizar las concepciones brindadas, además son prácti cos y de fácil consulta.

Material Audiovisual

Facilita el poder llevar a la imaginación más allá de solo teorizar, muestra la realidad de todo aquello que se busca conocer pero a veces no se puede tener de forma tangible, desarrolla del aprendizaje visual y auditi vo.

Material de escritorio (hojas, lápices, colores, car-tones, madera, etc.)

Desarrollo de la capacidad interpretati va, ejecu-tando diversos trabajos, formando conocimientos propios a parti r de lo aprendido, volviendo suyo el conocimiento y refl ejado en diversas acti vidades.

Contexto/lugares de la región Fortalecimiento del conocimiento a parti r de la observación y el análisis de la realidad.

Cámara fotográfi ca Almacenamiento de información relevante como evidencias del trabajo realizado.

El uso de los materiales y recursos educati vos son herramientas que apoyan el trabajo docente, que no sólo forman parte del proceso educati vo sino también transmiten conocimientos facili-tando la comprensión de algunos contenidos, durante el desarrollo de la Unidad de Formación se uti lizaran los siguientes materiales:

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Partiendo desde Nuestra Experiencia y el Contacto con la Realidad.

La acti vidad mental que realiza cada una de las personas se establece como la interrelación entre el pensamiento y la realidad, considerando de esta manera un cerebro cuánti co y el ser vacío, entendiendo estas concepciones a parti r de la mecánica cuánti ca, es decir la relati vidad entre los acontecimientos que suceden, el actuar de la mente de cada individuo, hace referencia a reaccionar según acontecimientos establecidos, es decir, existi endo pensamientos paralelos a las diversas situaciones que se dan a diario, tomando en cuenta la realidad que vives, piensa y explica las siguientes preguntas:

A diario cada persona toma decisiones respecto a las posiciones que debe asumir ante disti ntas situaciones, teniendo en algunos casos varias alternati vas de respuesta; ¿Cómo tomas una de-terminación antes de realizar una acti vidad? ¿Cuesti onas las decisiones tomadas considerando las opciones que podías elegir? ¿Por qué? ¿Cuándo crees haberte equivocado en una decisión, cuál es tu reacción? ¿Alguna vez pensaste en retroceder el ti empo? ¿Por qué? Si tuvieras la opción de cambiar algo en tu vida ¿Qué cambiarías? ¿Por qué? ¿Qué enti endes por relati vo? ¿Alguna vez pensaste que ya viviste alguna situación en tu vida y se vuelve a repeti r? ¿Qué piensas acerca de predecir el futuro?

Sinteti za tus respuestas

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Imagina que viajas en un bus a 100 km/h, a tu lado ves un coche que va a la misma velocidad que el bus. Según tu posición desde el bus el coche no se mueve, ni se desplaza respecto a ti . ¿A qué velocidad va el coche?

Y si ahora una persona que está quieta a un lado de la carretera viera pasar el coche a 110 km/h y el bus a 100 km/h ¿A qué velocidad verás tú el coche desde el bus?

Mira el siguiente dibujo y explica que enti endes respecto a ambos observadores, la relación que existe entre ellos, considerando que el observador 1 se encuentra dentro de un tren en movimiento y el observador 2 se encuentra mirando desde un punto de referencia “x”, compara la velocidad del tren y la pelota que se encuentra dentro de él.

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GUÍA DE ESTUDIO

El estudio de la Física, al igual que toda ciencia, tuvo diversos momentos históricos basados en diferentes teorías y experiencias, buscando aproximarse cada vez a la verdadera realidad, la explicación de los diversos fenómenos y cambios que existen dentro de la sociedad. El video “Física Moderna y Cosmología” (00:01 – 18:07 min.), da a conocer los cambios más relevan-tes que existi eron desde la Física Tradicional hasta llegar a la explicación de la Teoría de la Relati vidad; a parti r del material audiovisual, analiza las siguientes consignas y completa las acti vidades propuestas.

Con el paso del ti empo la Física llego a senti r cierta desestabilidad con los diversos sucesos que iban aconteciendo, fue entonces donde se consideró una crisis para la Física Tradicional, debido a los avances que se dieron. En el siguiente cuadro describe cómo se consideró este periodo de transición para la Física y debido a qué suceso se originó.

Desde la estructura atómica se fundamentó el estudio cuánti co según los niveles energéti cos que presentaban los diversos elementos, considerados como propiedades fí sicas debido a las característi cas presentadas, fue entonces que se empleó el término de mecánica cuánti ca, es decir, el análisis del movimiento en reposo, considerando vida en la materia, explica de qué se

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componía la materia y qué enti endes por Quarks, Leptones y Bosones. Desarrolla de acuerdo a la siguiente tabla:

Materia:Quarks Leptones Bosones

La historia atómica se fundamenta a parti r del planteamiento de diversos autores, en función al video realiza la representación gráfi ca de los mismos según los siguientes autores:

Dalton Thomson Rutherford Planck

Analizado el video, ¿qué se enti ende por el principio de la incerti dumbre? ¿Quién fundamenta la Teoría relati vista y cuáles son sus fases?

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GUÍA DE ESTUDIO

El origen de las diversas concepciones acerca de la vida y el universo se fundamenta por medio del estudio del átomo, el cual se encuentra estructurado con un estrecho relacionamiento entre sus componentes, mostrando un equilibrio químico, dentro del sistema planetario se ti ene tam-bién una organización equilibrada, considerando distancias orbitales entre las mismas. Realiza la representación gráfi ca de la estructura del átomo y universo, indicando sus componentes u elementos, comparando ambos esquemas explica qué relación encuentras entre la estructura del átomo y la organización del universo.

Estructura del Átomo Estructura del Universo

Relación:

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“Desde que los matemáti cos han invadido mi teoría de la relati vidad ni yo mismo la enti endo”

Albert Einstein

El estudio de la relati vidad como ciencia, se fundamenta desde varias experiencias realizadas, tratando de explicar el proceso fí sico de algunos sucesos, entender como el ti empo, en realidad, depende del movimiento de la velocidad, que el espacio en el cual vivimos es realmente rela-ti vo a todo lo que ocurre alrededor, es decir, todo lo que pasa ti ene una explicación cientí fi ca en espacio y materia.

De acuerdo al Programa de Estudio, la Relati vidad se aborda en sexto año de Educación Secun-daria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su representación Cósmica y Feno-menológica”, tomando en cuenta los principios de la fí sica, la relación de la velocidad – espacio – ti empo.

Las y los maestros de Física – Química, deben considerar el análisis matemáti co, respecto a la teoría hipotéti ca o paradoja de los gemelos, para poder dar explicación a la teoría relati vista a parti r de la aplicación de la adición de las velocidades planteadas por Einstein, determinan-do los sistemas inerciales respecto a los no inerciales, tomando en cuenta la construcción de modelos que permitan visibilizar los principios de la mecánica relati vista, buscando esti mar la canti dad de años en el planeta ti erra, respecto a otro que se encuentra bajo la infl uencia de la velocidad de la luz, trabajando conjuntamente con el Currículo Base de la educación boliviana.

Para las y los estudiantes, será de gran uti lidad comprender acerca de las cosmovisiones parti -culares en la región, respecto a los periodos de las diversas acti vidades que realizan dentro de la contexto, aprovechando los saberes que se relacionan con el movimiento de la comunidad, valorando la creati vidad en la descripción de la ecuación planteada por Einstein, logrando di-

Tema 1Relatividad

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ferenciar entre un sistema inercial de uno no inercial, interpretando la relati vidad presente en situaciones parti culares, dentro de diversas acciones realizadas.

La teoría relati va es un estudio del campo gravitatorio de los sistemas de referencia generales, introduciendo al principio de equivalencia, describiendo la aceleración y la gravedad como aspectos disti ntos de la misma realidad, tomando en cuenta la noción de espacio – ti empo, permiti endo reformular el estudio de la cosmología.

Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co

1. Principio de relati vidad y luz

La teoría relati vista fue publicada en 1905 por el fí sico Albert Einstein, aplicando el estudio de la velocidad, buscando dar una explicación lógica según un sistema de referencia inercial, consi-derando que todo es relati vo en la vida. A conti nuación observa la siguiente imagen, describe lo que se ve y responde; ¿Qué lógica ti ene la imagen? ¿Tiene alguna relación con hechos actuales?

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La forma que debe tomar una teoría fí sica se fundamenta en un principio de la relati vidad, haciendo equivalencias fí sicas entre observadores, describiendo los fenómenos naturales, to-mando como referencia la simultaneidad de los sucesos; en la lectura del libro (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 41 – 50), se explica el principio de la relati vidad a parti r de considerar la simetría, invariancia y el espacio en la fí sica, en base a la lectura completa el siguiente cuadro, tomando en cuenta la explicación desde el punto de vista relati vista, e indica un ejemplo en cada caso.

Principio de la relati vidad

Simetría y la forma de las leyes

fí sicasInvariancia

Principio de la relati vidad y el espacio absoluto

Mecánica de Newton

Leyes de Maxwell

Dentro del estudio de la relati vidad se establece fundamental el análisis de la luz, explicado por medio de la organización y fl ujo de electrones, en 1865 Maxwell publicó su trabajo respecto al electromagneti smo, donde se dio cuenta que la conservación de la carga eléctrica parecía reque-rir introducir amperios, considerado dentro de un campo eléctrico, conocido como corriente de desplazamiento, planteado todo por ecuaciones buscando el principio de la variacional fí sica.

Antes de analizar la teoría de Maxwell, es necesario conocer la relati vidad y la luz, para ello, revisa el libro (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 10 - 11), donde se da a conocer un panorama respecto a la incompati bilidad de la ley de la propagación de la luz con el principio de la relati vidad, a parti r de la lectura elabora una síntesis, donde se vea refl ejado el punto de vista fí sico y cosmológico.

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GUÍA DE ESTUDIO

Para Maxwell todo el espacio se encontraba lleno de sustancias electromagnéti cas invisibles, como si se tratara de éter, tomando de referencia la atracción y repulsión de los cuerpos; en la lectura del libro (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 13 - 28), se considera puntualmente los sistemas conti nuos de electricidad, las canti dades conservadas, entre algu-nos aspectos, entendiéndose de esta manera la relación de los fl ujos eléctrico y la relati vidad. Ahora elabora un esquema conceptual en función al texto leído.

Lo más sobresaliente dentro del estudio realizado por Maxwell fueron las ecuaciones plantea-das, debido a que el estudio electromagnéti co es vital dentro de la evolución fí sica; en base a la lectura del libro (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 29 – 40), elabora un cuadro con cada una de las ecuaciones, su representación gráfi ca, además fundamenta el principio que tuvieron y la relevancia para teorías posteriores.

Albert Einstein, se basó en la relati vidad de la luz, como concepción de la explicación de la velo-cidad de los sucesos ocurridos en la ti erra y el cosmos; en función a la lectura del libro (Landau & Rumer, 1996) “Que es la Teoría de la Relati vidad” (Pág. 28 – 42), analiza el texto y elabora una síntesis respecto a la tragedia de la luz.

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2. Transformaciones galileanas directas

L a explicación de la relati vidad también fue planteada por Galileo Galilei, tomando en cuenta sistemas inerciales en la ti erra. Tomando en cuenta la lectura (López & Otros, 2004) “Cuánti ca y Relati vidad (TOE’s) Teoría del Todo” (Pág. 42 – 53), completa el siguiente cuadro bajo las consignas asignadas:

Obras de Galileo Contribuciones Teoría Galileana

Sistema Referencial Desarrollo Matemá-ti co

Los cambios de velocidades y coordenadas son transformaciones de Galileo, las cuales dejan invariante las ecuaciones de Newton, principalmente considera la posición referencias en un plano cartesiano, donde los sistemas referenciales infl uyen en el proceso de cambio, conside-rando la lectura (Villaseñor, s.f.) “Física Moderna I” (Pág. 11 – 16 y 27 – 28), elabora un diagra-ma de bloques tomando en cuenta las transformaciones que se plantean en el texto indicado.

3. Transformaciones de Lorentz

Las transformaciones de Lorentz se encuentran dentro del estudio de la relati vidad especial, estableciendo relaciones matemáti cas entre diferentes observadores según el suceso a analizar, a parti r del espacio – ti empo planteado por Einstein, permiti endo preservar el valor de la velo-cidad de la luz constante para todos los observadores inerciales; en ese entendido, en base a

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GUÍA DE ESTUDIO

las lecturas (Villaseñor, s.f.) “Física Moderna I” (Pág. 33 – 61) y (Casti llo, s.f.) “Transformaciones de Lorentz” (Pág. 1 - 10), elabora una síntesis en función a la contracción del ti empo, velocidad y longitud, e incluye una gráfi ca explicati va en cada caso.

Para profundizar las concepciones de la teoría de Lorentz, analiza de forma críti ca la lectura (Landau & Rumer, 1996) “Qué es la Teoría de la Relati vidad” (Pág. 43 – 89), que indica de forma prácti ca el actuar del ti empo, la aplicación de los relojes, la masa y el trabajo; de cada uno, en el siguiente cuadro, elabora una sinopsis y un ejemplo aplicado a la vida real, además incluye una gráfi ca del mismo.

Relati vidad del ti empo Las líneas caprichosas de los relojes

Cambio de la masa en función al trabajo

Las transformaciones de Lorentz ti ene establecidas fórmulas precisas dentro de su estudio, es así que en función a la lectura del libro (De la Cruz, s.f.) “Física Moderna” (Pág. 21 – 28), elabora un formulario con los datos que consideres necesarios.

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4. Principios de la relati vidad dinámica relati vista

Dentro de la relati vidad especial se ti ene el análisis de la dinámica relati vista, considerando vital la famosa fórmula de Albert Einstein, explicando la energía directamente proporcional a la masa por la velocidad de la luz (E=mc2), donde se sabe que la energía y masa son propias del cuerpo, buscando una equivalencia entre ambas, todo basado dentro de un sistema de referencia, entre la relación de energía e impulso lineal de la luz.

A parti r de las lecturas (A.A., s.f.) “Dinámica Relati vista” (Pág. 1 – 16) y (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 56 – 59), elabora un esquema conceptual defi niendo las par-ti cularidades de las variables existentes dentro de este postulado, además en función al texto (A.A., s.f.) “Relati vidad Especial” (Pág. 7 – 8), resuelve los ejercicios propuestos, justi fi cando analíti ca y teóricamente tus respuestas.

5. Teoría especial de la relati vidad

La relati vidad especial es conocida como la relati vidad restringida, surge de la observación de velocidad de la luz en el vacío, mediante estudios realizados por Albert Einstein, se considera a los sistemas referenciales iguales en cualquier posición, lleva el nombre de “especial”, de-bido a que se aplica al estudio de la curvatura del espacio – ti empo en función a la gravedad, los antecedentes, la misma se explican en la lectura del libro (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General Especial” (Pág. 51 – 66), considerando los aportes o fundamentos para la estructuración de la teoría como tal; en ese senti do realiza una sinopsis con las característi cas más relevantes del contenido del texto.

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GUÍA DE ESTUDIO

El estudio de la relati vidad especial en sí, se basa en el manejo de marcos referenciales del espacio – velocidad, impactando dentro de varias ciencias, como por ejemplo la fi losofí a. En función a la lectura (Torres, s.f.) “Introducción a la Relati vidad Especial” (Pág. 2 – 15), completa el siguiente cuadro a parti r de una interpretación del punto de vista fí sico, e indica un ejemplo aplicado a la vida real.

Introducción Matemáti ca Relati vidad

Mecánica no Relati vista

Relati vidad Es-pecial

Relati vidad Tiempo - Espacio

Espacio de Minkowski

6. Paradoja de los gemelos

La paradoja de los gemelos o paradoja de los relo-jes, fue propuestas a parti r de un experimento me-tal para poder explicar la contracción del ti empo; esto se puede apreciar en los videos: “La Paradoja de los Gemelos de Einstein” (00:01 – 06:29 min.) y “Paradoja de los Gemelos” (00:01 – 04:32 min.), donde se puede observar lo que sucede en un supuesto viaje realizado en función a la velocidad de la luz, considerando la infl uencia de los relojes de manera fundamental para este postulado; en

ese entendido realiza una comparación entre ambos videos y explica desde tu punto vista cómo se dio la paradoja y piensa de qué manera podrías realizar dentro de tu Unidad Educati va una experiencia para explicar lo sucedido con los hermanos.

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Para muchos cientí fi cos este suceso conocido como la paradoja de los gemelos, en realidad nunca pudo ser real, ni tampoco llegará a suceder, fue sólo una propuesta en busca de dar explicación a la dilatación que sucede con el ti empo relati vista, a parti r de dos hermanos gemelos que se separan en una travesía de viaje al espacio, fue en ese contexto que se plantea tal situación; por tanto, con ayuda del documento (Castañé, 2009) “La Paradoja de los Gemelos de la Rela-ti vidad de Einstein” (Pág. 9 – 28), resuelve las siguientes consignas, justi fi cando cada una de las respuestas desde el punto de vista cientí fi co y aplicable para la vida.

Según la paradoja de Einstein, el gemelo que se queda en la ti erra envejecerá más que el gemelo que viaja a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, donde a la vuelta del viaje, el gemelo viajero es más joven que el de la ti erra ¿Es una paradoja?

Según la teoría de la relati vidad y su predicción de la dilatación del ti empo, las diferencias de edades que se dan durante el viaje se comprueban por cálculos matemáti cos más adelante donde sí se demuestra teóricamente el acontecimiento, ¿Cuál sería la justi fi cación a la paradoja de los gemelos?

De acuerdo al suceso en sí, el gemelo que se aleja es el que se queda en la ti erra según la inva-riancia galileana, su hermano en la ti erra sería quien tendría que envejecer menos por moverse respecto de él a velocidades cercanas a la de la luz y el gemelo de la nave tendría que envejecer más rápido ¿Cuál es la contradicción de lo ocurrido? Justi fi ca tu respuesta con ejemplos con-cretos, aplicando el cálculo matemáti co, a parti r de plantear la paradoja de manera inversa.

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GUÍA DE ESTUDIO

En función a lo analizado, es hora de poner en prácti ca tus conocimientos, en base al libro (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1300 – 1306), resuelve los problemas propuestos, indicando en la resolución fórmulas empleadas y procedimiento de los mismos.

7. Adición de las velocidades de Einstein

Por medio de las transformaciones de Lorentz, se obti ene las expresiones de las velocidades relati vistas, las cuales se conocen como fórmulas de adición de velocidades de Einstein, consi-dera las lecturas (A.A., s.f.) “El espacio y Tiempo de la Relati vidad” (Pág. 23 – 26) y (Torregrosa, s.f.) “Relati vidad Fácil” (Pág. 23 – 24), para establecer el origen de la fórmula de adición de velocidades, tomando en cuenta la relación de la velocidad de la luz en dicho fenómeno.

8. Principio de MachEl análisis de las fuerzas centrífugas en la ti erra fue una teoría planteada ya por diversos cien-tí fi cos, Mach, rescató las ideas de Berkeley e hizo añadiduras a sus postulados, considerando el movimiento de la ti erra en función a los demás planetas y estrellas, tomando como relati vo todo lo que sucedía. En las lecturas (Segura, s.f.) “Cosmología y Principio de Mach” (Pág. 207 – 219) y (Rodríguez, s.f.) “Física Moderna I” (Pág. 17 – 20), se demuestra el estudio de giroscopios en caída libre en órbita alrededor de la ti erra, analizando las velocidades en función a otras galaxias, de manera análoga sinteti za las lecturas y explica el principio de Mach, considera su afi rmación o negación, analiza desde tu punto de vista; ¿será posible demostrar lo explicado, de qué manera?

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9. Aplicaciones relati vistas en la cosmología

La relati vidad tuvo como fuente de estudio al universo y todo lo que iba aconteciendo en él, desde la estructura que posee hasta las relaciones interplanetarias e intercósmicas, tomando en cuenta incluso la geometría posicional de cada elemento del universo aplicando las teorías de Einstein, pero esto llego a parecer algo muy complejo por los cálculos que se debían realizar, por ello el estudio de la cosmología prefi rió plantear hipótesis simplifi cadas llamadas postulados cosmológicos.

Considera las lecturas (Janssen, 2013) “Teoría de la Relati vidad General” (Pág. 207 – 232), (Enrique, s.f.) “Física del Siglo XX” (Pág. 84 – 113) y (Torregrosa, s.f.) “Relati vidad Fácil” (Pág. 59 – 76), para poder explicar los postulados que se originaron dentro de la cosmología, explica gráfi ca y teóricamente de qué manera se puede construir un modelo matemáti co del universo.

La evolución del universo ti ene diversas propuestas, dentro de la lectura del libro (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1509 – 1551), se describe la teoría del Big – Bang, como explicación al origen del universo. Considera la composición cosmológica que posee para elaborar su representación gráfi ca y explica cada uno de sus componentes, además elabora los ejercicios propuestos, justi fi cando tus respuestas teórica y analíti camente.

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Tema 2Teoría Atómica y Cuántica

“La mente que se abre a una nueva idea, jamás volverá a su tamaño original”

Albert Einstein.

Hacer referencia a la teoría atómica establece el comportamiento del electrón tanto de onda como partí cula, siendo conocido este fenómeno como comportamiento dual onda – partí cula, existi endo un transporte de energía por medio de procesos fí sicos, la teoría cuánti ca reafi rma el postulado de Bohr, tomando los niveles de energía en disti ntas posiciones respecto al núcleo, la relación entre ambas teorías se explicará en función a la relación del átomo, en función a la energía.

De acuerdo al Programa de Estudio, la Teoría Atómica y Cuánti ca se encuentra abordado en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su repre-sentación Cósmica y Fenomenológica”, aplicando la relación de la energía en la confi rmación de la estructura atómica.

El desarrollo del presente tema permiti rá a las y los maestros de Física Química, abordar con-tenidos respecto a la relación de la fí sica cuánti ca y relati va, implementando tablas con datos que existen entre las reacciones termonucleares, dando importancia a los niveles energéti cos desde el nivel de energía del punto cero, aplicando las diversas ecuaciones propuestas en el contenido, considerando el estudio de los diversos modelos moleculares planteados a través de la historia de la química, además analizar el efecto fotoeléctrico dentro del contexto de la comunidad.

En ese entendido, las y los estudiantes podrán valorar los aspectos positi vos de las consecuencias que conlleva el estudio de la fí sica atómica y nuclear, describiendo de manera detallada cada uno de los espectros posibles y sensibles al ser humano, logrando de esta forma diferencias los que hoy es moderno y mañana será clásico, desde un punto de vista cientí fi co, respetar la estructura organizacional dentro del medio ambiente del contexto, proponiendo estrategias de cuidado a los diversos fenómenos a los que se encuentra expuesto.

El estudio de los modelos actuales se basa en la mecánica cuánti ca ondulatoria, describiendo fundamentalmente al electrón en el átomo, en ese senti do se desarrollará el contenido del tema considerando fundamentalmente las interacciones eléctricas.

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1. Resumen de la Física Clásica

El estudio de la mecánica cuánti ca se basa en la mecánica, termodinámica, ópti ca, electrodi-námica, entre otras, las cuales son el principio de la fí sica clásica, debido a que se considera en sistema del momento actual, para conocer acerca de sus fundamentos cientí fi cos, observa el video “Documental Isaac Newton y la Gravedad” (00:01 – 14:30 min.), para entender la con-cepción de la fi gura clásica de la fí sica; en función a ello elabora un diagrama de llaves tomando en cuenta los cientí fi cos involucrados, sus postulados, aportes e infl uencia en la humanidad.

La fí sica es una ciencia que estudia los fenómenos dentro de la naturaleza, los cambios produ-cidos en la materia por infl uencia de otros medios, dentro de la lectura (A.A., s.f.) “Introducción a la Física” (Pág. 1 – 13), se describe el proceso histórico por el cual atravesó la fí sica como ciencia, a parti r de la interpretación de la misma completa el siguiente cuadro, tomando como punto de parti da la fí sica clásica - moderna, en cada una indica sus representantes y funda-mentos cientí fi cos.

Física Clásica Física Moderna

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GUÍA DE ESTUDIO

2. Dualidad onda partí cula

El modelo corpuscular de la luz que se encuentra consti tuido por fotones y el modelo ondula-torio consiste en la propagación del campo electromagnéti co, donde a parti r de la fí sica clásica se considera que ambos son incompati bles, pero en el marco de la fí sica cuánti ca ambos son considerados como comportamientos de la luz, integrándose en un modelo coherente; es así que en las lecturas (Martí nez, s.f.) “La Luz ¿Onda o Partí cula?” (Pág. 1 – 9) y (López & Otros, 2004) “Cuánti ca y Relati vidad (TOE’s) Teoría del Todo” (Pág. 17 – 21), se da a conocer la relación que existe entre ambas, debido a que esta dualidad integra e impulsa el desarrollo de la fí sica cuánti ca, considerando la velocidad y la masa como ondas asociadas. En relación con el análisis de los textos elabora una conceptualización acerca de la dualidad (si es que consideras que existe tal proceso), la perti nencia del mismo y plantea una forma experimental de demostrar dicho comportamiento corpuscular dentro de tu contexto educati vo.

Se realizaron también experimentos a parti r de los neutrones y protones, demostrando que también llegan a actuar como ondas. A través de un análisis del libro (De la Cruz, s.f.) “Física Moderna” (Pág. 202 – 209; 258 – 259), resuelve los problemas propuestos.

La explicación de la dualidad entre los corpúsculos se concreti za con el postulado de Broglie, analizando los comportamientos y reacciones sucedidas entre ambas, dentro de las lectura (Gratt on, 2003) “Introducción a la Mecánica Cuánti ca” (Pág. 53 – 67) y (Piris, 1999) “Física Cuánti ca” (Pág. 61 – 88), se toma en cuenta el comportamiento eléctrico que siguen las par-tí culas, respecto a ello elabora una síntesis conceptual mencionando los postulados aplicados para la verifi cabilidad de la dualidad.

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3. Difracción de electrones

Difracción de electrones, es una técnica uti lizada para estudiar la materia por medio del disparo de un haz de electrones sobre una muestra de materia, observando de esta manera un electrón incidente sobre el cuerpo, la difracción es también una técnica úti l para estudiar el orden de corto alcance de amorfos sólidos y la geometría de las moléculas gaseosas.

Ahora examina el video “Difracción de electrones” (00:01 – 04:08 min) y realiza la lectura (Mesa, 2010) “Principios y Aplicación de la técnica de difracción de los electrones - retro - proyectados” (Pág. 1 – 11), para elaborar un diagrama de llaves en función al suceso electrónico que se da, además plantea una propuesta experimental sobre la difracción de electrones u otras partí culas.

4. El átomo y espectro de hidrógeno

La emisión electromagnéti ca del hidrógeno se caracteriza por una emisión de ondas electro-magnéti cas dentro de todo el espectro electromagnéti co, Balmer fue quien dedujo matemá-ti camente las relaciones entre las diferentes líneas de emisión del hidrógeno, pero no pudo explicar porque moti vo fí sico se dan las emisiones patrones, fue Bohr quien pudo resolver tal incógnita, explicándose este fenómeno por medio de la teoría de Planck.

Con la fi nalidad de entender y conceptualizar el espectro del átomo de hidrógeno, revisa los libros (Piris, 1999) “Física Cuánti ca” (Pág. 127 – 133) y (Gratt on, 2003) “Introducción a la Me-cánica Cuánti ca” (Pág. 37 – 38), para que puedas defi nir de forma gráfi ca - teórica el modelo atómico del hidrógeno y los postulados planteados para su espectro con su respecti vo autor.

Modelo cuánti co Postulados

El espectro del electrón se demostró por medio de la emisión de átomos complejos, permi-ti endo el fl ujo de electrones dentro de disti ntos orbitales en el átomo; en función a la lectura del texto (De la Cruz, s.f.) “Física Moderna” (Pág. 141 – 165 y 253 – 254) y (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1401 – 1432), fundamenta la importancia del modelo de Bohr dentro de la formación de espectro en el hidrógeno, el espectro de Zeeman, el estudio de spin y resuelve los ejercicios planteados justi fi cando las respuestas obtenidas.

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5. El modelo de Bohr

El modelo atómico paso por diversos cambios, considerando la naturaleza de los mismos y la interpretación que le daba cada cientí fi co, se da importancia al aporte de Bohr, porque al recopilar la idea de sus demás compañeros de trabajo formuló una estructura por así llamarla completa, donde se contaba con un núcleo, niveles y subniveles de energía capaces de inte-rrelacionarse con otros átomos. Para simplifi car la descripción del trabajo de Bohr, analiza las lecturas (Piris, 1999) “Física Cuánti ca” (Pág. 45 - 60), (López & Otros, 2004) “Cuánti ca y Rela-ti vidad TOE’s Teoría del Todo” (Pág. 13 – 16) y (Gratt on, 2003) “Introducción al a Mecánica Cuánti ca” (Pág. 37 – 52), y elabora un modelo según los postulados de Bohr; es decir, explica todas las característi cas que posee, los cambios y modifi caciones que sufrió desde el comienzo, además representa de manera esquemáti ca el mismo.

Piensa, cómo armarías un modelo atómico de Bohr dentro de tu Unidad Educati va. ¿Consideras que es necesario el estudio del este modelo?

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6. Efecto Fotoeléctrico

A fi nales del siglo XIX Hertz y Hallwachs, observaron el proceso por el cual se liberan electro-nes de un material por la acción de la radiación conocido como efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica, considerando que para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de radiación, donde la emisión electrónica aumenta según la intensidad emiti da. Para explicar tal efecto, revisa las lecturas (Piris, 1999) “Física Cuánti ca” (Pág. 19 – 33) y (Rodríguez & Cervantes, s.f.) “Efecto Fotoeléctrico” (Pág. 1 – 22), y realiza una esquema conceptual con todo lo referente a este proceso, además elabora a la par un diagrama de fl ujo.

Interpretando el fl ujo eléctrico producido en el los diferentes elementos, considera la lectura (De la Cruz, s.f.) “Física Moderna” (Pág. 122 – 140 y 248 – 252), y de manera puntual explique la defi nición de cálculo de la energía umbral o fuerza de trabajo y el potencial retardado o eléctrico inercial, indicando las fórmulas enunciadas dentro de cada caso, para poder realizar la resolución de los problemas planteados en el contenido del texto.

Cálculo de la energía umbral Potencial retardado

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Tema 3Física Nuclear

“No creo que cientí fi co alguno que examine las pruebas puedan llegar a otra conclusión que esta: las leyes de la fí sica nuclear se han formulado a propósito”

(Fred Hoyle)

El estudio de la fí sica nuclear aborda el campo de las interacciones de los núcleos atómicos, incursionando dentro de la fabricación de armas, como también dentro de la medicina, inge-niería, entre otros, analizando la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre las partí culas subatómicas, siendo en la actualidad ya conocida por casi toda la sociedad.De acuerdo al Programa de Estudio, la Física Nuclear se aborda en sexto año de Educación Secun-daria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su representación Cósmica y Feno-menológica”, buscando la integración de la fí sica nuclear dentro del contexto de la comunidad.

En el desarrollo del contenido las y los maestros de Física - Química, podrán valorar los ma-teriales sólidos que al sólo contacto con el sol puedan emiti r energía, demostrar los procesos de fusión y fi sión, realizando investi gaciones orientadas al uso sustentable de energía nuclear, relacionando el estudio de la cosmología a parti r de la emisión de energía nuclear y sobre todo hacer conocer él cómo proceder ante los materiales radioacti vos.

Las y los estudiantes podrán comprender acerca de los efectos de la radioacti vidad dentro de su contexto, identi fi cando la simbología de las sustancias radioacti vas, tomando en cuenta los efectos que producen, ya sea de forma natural y arti fi cial, además considerar la cuanti fi cación de energía debido a los procesos de fusión y fi sión nuclear, explicando de forma concreta la aparición de neutrinos en una reacción en cadena, analizar la situación dentro del territorio del Estado Plurinacional de Bolivia sobre las plantas termonucleares, además identi fi car a parti r de los lugares donde cayeron rayos eléctricos y verifi car los restos que datan del mismo en función a las propiedades fi sicoquímicas.

La fí sica nuclear comenzó con el descubrimiento de la radioacti vidad, lo cual fue el inicio para considerar como una gran fuente energéti ca a los procesos nucleares, desde épocas pasadas, por lo tanto se desarrolla el presente tema en función al estudio del átomo nuclear.

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1. Modelos atómicos

La historia de los modelos atómicos, es bastante amplia pero con una evolución cronológica consecuente como se demuestra en el video “Modelos Atómicos y el Átomo – John Dalton y Niels Bohr – Física Química” (00:01 – 14:04 min.); tomando cada uno de los aportes realizados desde su descubrimiento, logrando como resultado fi nal el átomo que se conoce en la actuali-dad; a parti r de lo observado elabora una línea cronológica del ti empo respecto a la evolución que tuvo el átomo respecto a su estructura, componentes, mencionando en cada espacio del ti empo su autor, aporte y composición.

En función a las lecturas (cide@d, s.f.) “El átomo y los Modelos Atómicos” (Pág. 3 – 22) y (Ar-mas, s.f.) “Modelos Atómicos” (Pág. 2 – 11), defi ne los modelos atómicos por medio de una explicación gráfi ca, e indica las relaciones que se establecen entre los modelos planteados, considerando el descubrimiento de las partí culas que lo componen.

El análisis del modelo atómico dentro del tema se hace en función al punto de vista nuclear, en ese senti do en la lectura (Clemente, 2013) “Física Moderna y Aplicaciones” (Pág. 33 – 49), se considera los espectros atómicos y los modelos planteados por Thomson, Rutherford, Bohr y el modelo cuánti co del átomo, desde un análisis nuclear, sus reacciones e intercambios eléc-tricos. En base al texto completa el siguiente cuadro con los aspectos más relevantes de cada enunciado y establece una comparación entre los mismos.

Espectros Atómicos

Modelo de Thompson

Modelo de Rutherford

Modelo de Bohr Modelo Cuánti co del Átomo

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2. Estructura atómica

El átomo es considerado la unidad fundamental dentro del estudio de la estructura de cualquier cuerpo en la ti erra, defi nido de esta manera como la sustancia de la materia, la cuál es la parte más pequeña en la que se puede dividir un elemento sin perder sus propiedades químicas, conformado principalmente por un núcleo y una envoltura o niveles de energía. A manera de profundizar sobre la estructura organizati va del átomo, revisa las lecturas (Piris, 1999) “Física Cuánti ca” (Pág. 35 – 60) y (Gratt on, 2003) “Introducción a la Mecánica Cuánti ca” ( Pág. 10 – 19), luego elabora un diagrama de fl ujo de manera analógica, expresando en el mismo la composición del átomo.

3. Propiedades de los núcleos

Los núcleos atómicos son considerados la fuente principal de equilibrio dentro de la materia, debido a que gracias a la unión que se da entre ellos se ti ene la formación de diversos compues-tos, formado por nucleones (protones y neutrones), que se manti enen unidos por medio de la interacción nuclear. Ahora, considerando las lecturas (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1468 – 1474) y (A.A., 2001 - 2002) “Propiedades nucleares” (Pág. 2 – 22), describe las propiedades que se exponen dentro de los textos mencionados.

En función a la interpretación teórica, resuelve los problemas planteados en el libro (Zemanss-kiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1504 - 1505), demostrando todo el procedimiento analíti co.

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4. Radioisótopos

Observa la siguiente imagen y piensa; ¿Qué explicación te merece la fi gura? ¿Alguna vez cono-ciste de alguna situación parecida?

Los radioisótopos o radionúcleos son los isótopos reacti vos, es decir, de ti po radioacti vo, debido a su composición interna debido a los cambios que sufren en su núcleo, a parti r de la lectura (A.A., s.f.) “Química Inorgánica Ambiental” (Pág. 1 – 19), elabora una sistemati zación concep-tual en base al texto, haciendo notar en la misma las peculiaridades de los radioisótopos y su forma de origen, considerando su aplicabilidad en la vida o sus efectos nocivos para la sociedad.

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5. Efectos de la radiación

La palabra radiación para muchos ya es un término usual dentro de su vocabulario, pues en la actualidad se conoce bastante acerca del mismo. Con el fi n de tener una idea más concreta acerca del tema observa el video “Radioacti vidad” (00:01 – 11:10 min.), para tomar consciencia de los efectos que provoca dentro de la sociedad, en ese entendido elabora un sinopsis con lo que más te llamó la atención del video.

Muchos consideran que al referirse a efectos de la radiación todo es de forma negati va, pero se debe considerar también los aportes que tuvieron al mejoramiento de la calidad de vida, pues es también considerada una ciencia en progreso, a parti r de las lecturas (Gratt on, 2003) “Introducción a la Mecánica Cuánti ca” (Pág. 20 – 36), (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1484 – 1492) y (Roldán, s.f.) “Efectos de la Radiación sobre el Or-ganismo” (Pág. 3 – 67), construye un cuadro tomando de referencia los aportes y desaciertos dentro de la radiación en la vida, puedes considerar por campos de estudio u otra manera de clasifi car según la interpretación asimilada de los textos.

6. La fuerza nucleón - nucleónEl nombre de nucleón en fí sica se asigna a dos partí culas en sí, que son el neutrón y protón, donde ambas son consti tuyentes del núcleo atómico, se considera que ambas están formadas por quarks, que es la unidad por interacciones electromagnéti cas y existe una trasformación de un neutrón a un protón, por lo tanto revisa la lectura (A.A., s.f.) “Propiedades de la fuerza nucleón – nucleón” (Pág. 1 – 19), y elabora las gráfi cas en cada caso, dando la explicación co-rrespondiente al fenómeno que sucede con el nucleón.

Fuerza Central Dispersión Fuerza de Intercambio

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7. Fisión y fusión nuclear

Para entender la conceptualización de lo que es la fi sión y fusión nuclear, observa el video “Energía Atómica Fisión y Fusión” (00:01 – 13:59 min.), y completa el siguiente cuadro:

Fisión Fusión

Se considera fi sión nuclear al proceso donde se desprende la energía, produciendo núcleos de átomos pequeños, más neutrones y energía, buscando estabilizar el átomo, en cambio la fusión nuclear es el proceso por el cual se unen átomos livianos, para formar un átomo de núcleo pesado, liberando energía más que en la fi sión. En ese entendido, a parti r de la lectura (Pérez, s.f.) “Fisión y Fusión” (Pág. 4 – 37), elabora un diagrama de llaves considerando por separado ambas concepciones.

Consulta el libro (Zemansskiy, 2009) “Física Universitaria con Física Moderna” (Pág. 1506 – 1507) y resuelve los problemas planteados, justi fi cando tu respuesta de forma teórica y analíti camente.

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8. Rayos cósmicos

La radiación cósmica o rayos cósmicos, son partí culas subatómicas que proceden del espacio exterior, cuya energía debido a su gran velocidad, es muy elevada; incluso se aproxima a la ve-locidad de la luz. Para entender acerca de este fenómeno observa y analiza el video “Revelando el misterio de los rayos cósmicos” (00:01 – 08:22 min.), luego realiza una descripción del mismo por medio de gráfi cas, considerando las teorías propuestas en el mismo.

El estudio de la relación entre el universo y la velocidad es una teoría ya planteada, en la cual se fundamenta la relati vidad como tal, comprobándose la conducti bilidad eléctrica de la atmósfera terrestre debido a la ionización causada por radiaciones de alta energía, incluso se concebía que toda la radiación procede del espacio exterior. En busca de un mejor entendimiento de las concepciones cósmicas, revisa lectura (Zemansskiy, 2009) “Física universitaria con Física Mo-derna” (Pág. 1509 – 1547), y analiza los contenidos planteados dentro de la misma, de manera que puedas completar los siguientes cuadros con datos referenciales acerca de los mismos, además elabora su representación gráfi ca en cada caso.

Fotón Neutrón Positrón Mesones Leptones Hadrones

AceleradoresLineal Ciclotrón Sincrotrón

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En función a la lectura anterior, realiza un comentario respecto a la expansión del universo e indica las teorías explicadas, considerando las siguientes preguntas: ¿Cuán verídica son las teorías propuestas? ¿Por qué? Realiza la representación gráfi ca de la composición cósmica a parti r del Big – Bang.

La relación entre los diversos rayos que se conocen en la actualidad, ti ene referencia a parti r de una misma evolución. Para entender esto, es necesario dar lectura al texto (A.A., s.f.) “Astro-nomía de altas energías: Rayos X, Rayos Gamma y Rayos Cósmicos” (Pág. 1 – 20), donde se caracteriza a cada uno desde su origen; entendiendo la teoría de los rayos y su comportamiento, realiza un cuadro comparati vo entre los mismos, puedes tomar en cuenta las similitudes si es que existen y elabora la gráfi ca en el sistema inercial para cada uno.

Rayos X

Rayos Gamma

Rayos Cósmicos

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Física de PartículasTema 4

“Si yo pudiera recordar el nombre de todas estas partí culas habría sido botánico”(Enrico Fermi)

El estudio de los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos se co-noce como fí sica de las partí culas, teniendo en cuenta a todos los componentes básicos dentro del universo y las interacciones que gobiernan su comportamiento, dando respuestas a algunos en diversos campos pero para otros se fundamenta sólo en un estudio de la composición de la materia.

De acuerdo al Programa de Estudio, la Física de Partí culas se aborda en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contem-poránea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su representación Cósmica y Fenomenológica”, considerando los quarks y leptones la sustancia más importante de toda la materia.

Las y los maestros del área de Física - Química, lograrán demostrar la desintegración de la materia en cadena y sus consecuencias en la Madre Tierra y el Cosmos, por medio de construcción de modelos atómicos a pequeña escala se podrán observar las partí culas más elementales, para poder comparar el proceso de aniquilación de positrones con electrones, basados en la simetría de las partí culas aplicadas a la comunidad.

El contenido de la Física de Partí culas, permiti rá a las y los estudiantes poder dar una explica-ción del periodo de vida de los componentes más pequeños que el átomo, además determinar las causas del origen de los neutrinos, explicando de manera clara las variables fí sicas que in-tervienen en procesos de aparición de nuevas partí culas, analizar su contexto e interpretar la presencia de las mismas a su alrededor.

La relación entre las partí culas y la luz es sin duda una armonía casi perfecta, pues el fl ujo de la luz se encuentra llena de partí culas eléctricas negati vas, haciendo de esta manera interrela-ciones entre el espacio y la ti erra.

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1. Desintegración beta e interacción débil

El proceso de la desintegración de una partí cula se realiza en base a la canti dad de energía aplicada sobre la misma partí cula beta puede ser un electro o positrón, se da este fenómeno cuando se busca compensar la relación entre ambas con el núcleo atómico, violando la paridad que debe existi r entre ellas, teniendo a la vez mutación dentro del átomo, se considera débil según el ti po de reacción que ti ene. Para ampliar estas concepciones, realiza las lecturas (Peña, s.f.) “Decaimiento Radioacti vo Beta” (Pág. 1 – 7) y (Gasque, 2001 - 2002) “Interacciones dé-biles” (Pág. 16 – 18), y en función al análisis de los textos propuestos, elabora un diagrama de bloques para la desintegración beta y para las interacciones débiles.

En función a las lecturas anteriores realiza la gráfi ca para las partí culas quarks y leptones, indi-cando su composición y relación entre las mismas.

2. Anti materia

Para empezar el estudio de la anti materia, observa el video “La Anti materia que es y cómo se produce” (00:01 – 07:14 min), y conceptualiza el contenido del mismo por medio de una sistemati zación.

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El estudio de la anti materia toma un campo bastante amplio dentro de las partí culas, debido a que se exti ende a la conceptualización de anti partí cula a la materia, consti tuida por partí culas similares a ellos mismos, por ejemplo, un anti electrón (un electrón con carga positi va, también llamado positrón) y un anti protón (un protón con carga negati va). A parti r de la lectura de los textos (López & Otros, 2004) “Cuánti ca y Relati vidad TOE’s Teoría del Todo” (Pág. 1 – 14), (A.A., s.f.), “Anti materia” (Pág. 1 – 14) y (Aguilar, 2008) “Anti materia, superconducti vidad Big Bang, la estación espacial internacional y los vuelos interplanetarios” (Pág. 1 – 27), responde: ¿Qué es realmente la anti materia? ¿Qué alcances logró en el avance de la teoría relati vista? ¿Dónde se encuentra la anti materia? ¿De qué manera podrías crear este ti po de partí culas? ¿Cómo explicarías este contenido en tu unidad educati va? ¿Qué materiales didácti cos uti lizarías?

3. Simetría de las anti partí culas

Al hablar de simetría se debe considerar la igualdad entre un cuerpo proporcionalmente di-vidido, en las leyes fí sicas se establecen transformaciones simultáneas donde se involucra la carga eléctrica, la paridad y el senti do del ti empo, tomando en cuenta la estructura orbital que poseen cada una, es decir, el rol del spin dentro de la envoltura. Para tener una mejor con-ceptualización de este fenómeno, revisa los textos (Moreira, s.f.) “El Modelo Estándar de la Física de las Partí culas” (Pág. 9 – 11) y (Santangelo, 2013) “Núcleos y Partí culas Elementales” (Pág. 43 – 56), conociendo dentro de cada uno un punto de vista de la simetría, compara las concepciones brindadas y elabora tu propia teoría de la simetría de las anti partí culas, en una redacción coherente.

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4. Conservación de leptones

Un leptón en fí sica es una partí cula que no experimenta interacción fuerte, forma parte de las partí culas elementales conocidas como la familia de los fermiones, al igual que los quarks, se conocen seis leptones en el estudio relati vista. Para comprender más acerca de ellos, revisa el libro (Gómez, 2001) “Partí culas Elementales” (Pág. 23 – 25 y 36 – 38),y elaborar una con-ceptualización acerca de lo que es un leptón, además completa el cuadro que se propone a conti nuación respecto a la lectura.

Proceso Leptónico Proceso semi-leptónico Proceso no-leptónico

5. Los hadrones

Los hadrones son partí culas subatómicas formadas por quarks que permanecen unidos debido a la interacción nuclear fuerte. Considerando el siguiente video: “LHC Gran Colisionador de Hadrones como funciona” (00:01 – 06:14 min.), explica los cambios que se dan a parti r de este mecanismo de trabajo, también realiza la gráfi ca y descripción del colisionador de hadrones.

d

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GUÍA DE ESTUDIO

Los hadrones son sistemas consti tuidos por quarks, basado esto en la teoría de la cromodinámica cuánti ca, donde se postula diversos ti pos de interrelaciones mediante un campo gluónico. A parti r de la lectura (Gómez, 2001) “Partí culas Elementales” (Pág. 25 – 30), elabora un esquema conceptual en función a los hadrones considerando su funcionalidad.

6. Violación de la simetría de anti partí culas

La visibilidad que se ti ene del universo se encuentra compuesto por partí culas, protones, neu-trones y electrones, también por sus anti partí culas antagonistas, anti protones, anti neutrones y positrones, se pensaba que con la teoría del Big – Bang se equilibró toda esta situación, pero se dieron cuenta que no era así debido a que habían más sustancia en algunos casos, entonces se atribuyó a este suceso una violación a las anti partí culas para poder dar así una respuesta.

Amplia esta concepción dando lectura a los documentos (Gómez, 2001) “Partí culas Elementa-les” (Pág. 46 – 50) y (García, s.f.) “Mecanismo de violación de la simetría CP en decaimiento de partí culas elementales” (Pág. 31 – 54), y fundamenta lo sucedido en el desequilibrio respecto a las partí culas y anti partí culas, explicando de manera detallada todos los acontecimientos sucedidos por medio de un diagrama de fl ujo.

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Orientaciones para la Sesión de Concreción

Al llegar a la culminación del trabajo estructurado en toda la guía, pasaremos a la concreti zación del involucramiento que se dio por parte de las/los maestros, las/los estudiantes y la comunidad, a parti r de este momento la Unidad de Formación “Relati vidad y Física Cuánti ca”, nos refl ejará todos los resultados obtenidos.

Para el desarrollo de la Sesión de Concreti zación tomaremos en cuenta los siguientes aspectos:

1. Profundización de las lecturas/documentales complementarios.

Es necesario el poder profundizar los conocimientos y poder hacer un proceso refl exivo acerca de los contenidos, considerando la importancia de la historia de la fí sica clásica y relati vista, en ese senti do observa los videos:

• La Ecuación de vida y muerte de Albert Einstein (00:01 – 01:29:41 min.).

htt ps://www.youtube.com/watch?v=7WF-adJRyF0

• Modelos atómicos (00:01 – 33:12 min).

htt ps://www.youtube.com/watch?v=ABLPs1m14wU

• El misterio de las nubes (00:01 – 52:25 min.).

htt ps://www.youtube.com/watch?v=_2MLmm05rwk

• Más allá del Cosmos - Un Salto Cuánti co (Brian Greene) (00:01 – 45:04 min.).

htt ps://www.youtube.com/watch?v=XbnjTKC0Has

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GUÍA DE ESTUDIO

Analizado los videos, de cada uno realiza una conceptualización considerando el tema de mayor relevancia y relaciona con el contenido estudiado dentro de la Unidad de Formación.

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En función a las lecturas dentro del contenido de la Guía de Estudio elabora una monografí a respecto a las partí culas fuertes y débiles, considerando su impacto en la Madre Tierra y el Cosmos.

52

GUÍA DE ESTUDIO

2. Trabajo con las y los estudiantes para arti cular con el desarrollo curricular y relacionarse e involucrarse con el contexto

A parti r de la Unidad de Formación abordada, se plantea la elaboración de los modelos atómicos y partí culas estudiadas, considerando las siguientes consignas:

• El material a usarse debe ser reciclado.

• El tamaño de cada modelo debe ser trabajado a escala.

• Representar las partí culas y anti partí culas en el espacio.

Concluida la acti vidad, el material se verá refl ejado en una feria relati vista, es decir se planteará la temáti ca en función a la presente Guía de Estudio, se puede considerar caracterizar a los personajes si se desea.

Adjuntar el proceso organizati vo de las acti vidades a realizarse y el cuidado a la producción, por medio de evidencias tangibles, incluir el Plan de Desarrollo Curricular.

3. Descripción de la Experiencia Educati va

Durante todo el proceso formati vo se busca consolidar nuestras experiencias Educati vas Trans-formadoras, donde parti remos de:

• Análisis de la parti cipación y aceptación de todos los actores involucrados (estudiantes, maestras/os y comunidad).

• Relación de las acti vidades con el PSP de la Unidad Educati va.

• Aceptación o rechazo por parte de los actores involucrados.

Este aspecto será esencial, puesto que relatarás el proceso formati vo de la acti vidad de concre-ción y así poder consolidar nuestras Experiencia Educati va Transformadora, para ello deberás hacerlo de manera críti ca y refl exiva, de acuerdo a los siguientes criterios:

• Análisis de la parti cipación de los actores educati vos (estudiantes, maestros y comunidad) durante la Experiencia Educati va Transformadora.

• El impacto que tuvo la acti vidad de concreción con relación al PSP de la Unidad Educati va.

Coloca las evidencias de acuerdos establecidos y propuestas realizadas en función al trabajo realizado.

53


• Evidencias de trabajos, fotos, etc.

54

Orientaciones para la Sesión de Socialización

Al haber concluido y llegar hasta este punto, será de gran importancia el proceso evaluati vo en todo el trabajo desarrollado, debido a que permiti rá valorar todos los conocimientos prácti cos y/o teóricos, mostrando logros dentro del objeti vo trazado.

Al concluir la Guía de Estudio “Relati vidad y Física Cuánti ca”, la o el parti cipante deberá presentar los productos de su proceso formati vo.

Para la valoración, la o el tutor a cargo, tomará lo siguientes criterios:

• Evidencias:• Verifi cación de las evidencias de la acti vidad de concreción (fotos, materiales, actas,

acuerdos, diario de campo, videos, etc.)

• Valoración de evidencias de producto a parti r de la bibliografí a propuesta en la Guía de Estudio.

• Socialización de la sesión de concreción:• Se debe socializar de cómo y a parti r de qué se desarrolló la arti culación de los conte-

nidos con la malla curricular, mostrando el plan de desarrollo curricular elaborado para el contenido, demostrando el relacionamiento con el PSP de la Unidad Educati va.

• Socialización de su Experiencia de Prácti ca Educati va desarrollada con sus estudiantes.

• Uso y adaptación de los materiales y su adecuación a los contenidos.

• Involucramiento de la comunidad a la acti vidad desarrollada.

• Valoración de productos tangibles e intangibles que se originaron a parti r de la concre-ción.

• Conclusiones.

• Evaluación individual.

• Profundización y refl exión de los contenidos temáti cos de la Unidad de Formación:

• Relati vidad

• Teoría Atómica y Cuánti ca

• Física Nuclear

• Física de Partí culas

55

Bibliografía

• A.A. (2001 - 2002). Propiedades Nucleares.

• A.A. (s.f.). Anti materia .

• A.A. (s.f.). Astronomía de altas energías: Rayos X, Rayos Gamma y Rayos Cósmicos.

• A.A. (s.f.). Dinámica Relati vista.

• A.A. (s.f.). El Espacio y Tiempo de la Relati vidad.

• A.A. (s.f.). Introducción a la Física.

• A.A. (s.f.). Propiedades de la fuerza nucleón - nucleón.

• A.A. (s.f.). Propiedades Ondulatorias de la Materia.

• A.A. (s.f.). Química Inorgánica Ambiental.

• A.A. (s.f.). Relati vidad Especial.

• Aguilar, M. (2008). Anti materia, superconducti vidad Big Bang, la estación espacial internacional y los vuelos inter-planetarios.

• Armas, E. (s.f.). Modelos Atómicos.

• Castañé, X. (2009). La Paradoja de los Gemelos de la Teoría de la Relati vidad de Einstein. Barcelona: Alicia pardo Mateo.

• Casti llo, J. (s.f.). Física IV.

• cide@d. (s.f.). El átomo y los Modelos Atómicos.

• Clemente, L. (2013). Física Moderna y Aplicaciones. Buenos Aires.

• De la Cruz, C. (s.f.). Física Moderna. Perú: Cuzcano.

• Enrique, Á. (s.f.). Física del Siglo XX.

• García, E. (s.f.). Mecanismo de violación de la simetría CP en decaimiento de partí culas elementales.

• Gasque, G. (2001 - 2002). Interacciones Débiles.

• Gómez, J. (2001). Partí culas Elementales.

• Gratt on, J. (2003). Introducción a la Mecánica Cuánti ca. Buenos Aires.

• Janssen, B. (2013). Teoría de la Relati vidad General. España.

• Landau, L., & Rumer, Y. (1996). Que es la Teoría de la Relati vidad. Moscú: MIR.

• López, I., Porro, J., Torróntegui, E., & García, M. (2004). Cuánti ca y Relati vidad (TOE’s) Teoría del Todo.

• Martí nez, G. (s.f.). La Luz ¿Onda o Partí cula?

• Mesa, D. (2010). Principios y Aplicación de la técnica de difracción de los electrones - retro - proyectados”.

• Moreira, M. (s.f.). El Modelo Estándar de la Física de las Partí culas.

• Peña, L. (s.f.). Decaimiento Radioacti vo Beta.

• Pérez, F. (s.f.). Fisión y Fusión.

• Piris, M. (1999). Física Cuánti ca. La Habana, Cuba: Davisson y Germer.

• Rodríguez, F. (s.f.). Física Moderna I.

56

GUÍA DE ESTUDIO

• Rodríguez, M., & Cervantes, J. (s.f.). Efecto Fotoeléctrico . México.

• Roldán, J. (s.f.). Efectos de la Radiación sobre el Organísmo.

• Santangelo, E. (2013). Núcleos y Partí culas Elementales.

• Segura, W. (s.f.). Cosmología y Principio de Mach.

• Torregrosa, A. (s.f.). Relati vidad Fácil.

• Torres, R. (s.f.). Introducción a la Relati vidad Especial.

• Villaseñor, M. (s.f.). Física Moderna I.

• Zemansskiy, S. (2009). Física Universitaria con Física Moderna. Pearson .

57


Anex

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., (2

010)

. Prin

cipi

os y

Apl

icac

ión

de la

técn

ica

de d

ifrac

ción

de

los e

lect

rone

s - re

tro

- pro

yect

ados

”. (P

ág. 1

– 1

1).

• El

áto

mo

y es

pect

ro d

e hi

dróg

eno

De la

Cru

z, C

., (s

.f.).

Físic

a M

oder

na.

(Pág

. 141

– 2

57).

Gratt

on,

J., (

2003

). In

trod

ucci

ón a

la M

ecán

ica

Cuán

ti ca.

(Pág

. 37

– 38

).Pi

ris, M

., (1

999)

. Físi

ca C

uánti

ca.

(Pág

. 127

-133

).Ze

man

sski

y, S

., (2

009)

. Fís

ica

Uni

vers

itaria

con

Fís

ica

Mod

erna

. (Pá

g.

1401

– 1

432)

.

• M

odel

o de

Boh

rGr

att o

n, J.

, (20

03).

Intr

oduc

ción

a la

Mec

ánic

a Cu

ánti c

a. (P

ág. 3

7 –

52).

Lópe

z, I.

, Por

ro, J

., To

rrón

tegu

i, E.

, & G

arcí

a, M

., (2

004)

. Cuá

nti c

a y

Rela

-ti v

idad

(TO

E’s)

Teor

ía d

el To

do.

(Pág

. 13

– 16

).Pi

ris, M

., (1

999)

. Físi

ca C

uánti

ca.

(Pág

. 45

– 60

).

• Ef

ecto

foto

eléc

tric

oDe

la C

ruz,

C.,

(s.f.

). Fí

sica

Mod

erna

. (Pá

g. 1

22 –

252

).Pi

ris, M

. (19

99).

Físic

a Cu

ánti c

a. (P

ág. 1

9 –

32).

Rodr

ígue

z, M

., &

Cer

vant

es, J

., (s

.f.).

Efec

to F

otoe

léct

rico

. (Pá

g. 1

– 2

2).

59


Físi

ca N

ucle

ar

De

acue

rdo

al P

rogr

ama

de E

stud

io, l

a Fí

sica

Nuc

lear

se e

ncue

ntra

abo

rdad

o en

se

xto

año

de E

duca

ción

Sec

unda

ria C

o-m

unita

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rodu

cti v

a de

ntro

el c

onte

nido

“F

unda

men

tos

de la

Físi

ca C

onte

mpo

rá-

nea,

su a

plic

abili

dad

en la

cie

ncia

par

a la

vi

da”

y “E

l Cos

mos

y s

u re

pres

enta

ción

Có

smic

a y

Feno

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ológ

ica”

, bus

cand

o la

in

tegr

ació

n de

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sica

nucl

ear d

entr

o de

l co

ntex

to d

e la

com

unid

ad.

En e

l des

arro

llo d

el c

onte

nido

las

y lo

s m

aest

ros

de F

ísic

a -

Quí

mic

a, p

odrá

n va

lora

r los

mat

eria

les

sólid

os q

ue a

l sol

o co

ntac

to c

on e

l sol

pu

edan

em

iti r e

ner-

gía,

dem

ostr

ar lo

s pr

oces

os d

e fu

sión

y fi s

ión,

real

izand

o in

vesti

gac

ione

s orie

nta-

das a

l uso

sust

enta

ble

de e

nerg

ía n

ucle

ar,

rela

cion

ando

el e

stud

io d

e la

cosm

olog

ía

a pa

rti r d

e la

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isión

de

ener

gía

nucl

ear

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bre

todo

hac

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onoc

er é

l com

o pr

o-ce

der a

nte

los m

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iale

s rad

ioac

ti vos

.

Las y

los e

stud

iant

es p

odrá

n co

mpr

en-

der a

cerc

a de

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fect

os d

e la

radi

oac-

ti vid

ad d

entr

o de

su co

ntex

to, i

denti

fi -

cand

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bolo

gía

de la

s su

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cias

ra

dioa

cti v

as, t

oman

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n cu

enta

los

efec

tos q

ue p

rodu

cen,

ya se

a de

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a na

tura

l y a

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ial,

adem

ás c

onsid

erar

la

cua

nti fi

caci

ón d

e en

ergí

a de

bido

a

los p

roce

sos d

e fu

sión

y fi s

ión

nucl

ear,

expl

ican

do d

e fo

rma

conc

reta

la a

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ción

de

neut

rinos

en

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reac

ción

en

cade

na, a

naliz

ar la

situ

ació

n de

ntro

del

te

rrito

rio d

el E

stad

o Pl

urin

acio

nal d

e Bo

livia

sobr

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s pla

ntas

term

onuc

lea-

res

ade

más

iden

ti fi c

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s lu

gare

s do

nde

caye

ron

rayo

s el

éctr

i-co

s y v

erifi

car l

os re

stos

que

dat

an d

el

mism

o en

func

ión

a la

s pr

opie

dade

s fi s

icoq

uím

icos

..

• M

odel

os A

tóm

icos

Vide

o “M

odel

os A

tóm

icos

y e

l Áto

mo

– Jo

hn D

alto

n y

Nie

ls Bo

hr –

Físi

ca

Quí

mic

a” (0

0:01

– 1

4:04

min

.)htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=0U

PRyz

lWC6

kAr

mas

, E.,

(s.f.

). M

odel

os A

tóm

icos

. (Pá

g. 2

– 1

1).

cide

@d.

, (s.f

.). E

l áto

mo

y lo

s Mod

elos

Ató

mic

os. (

Pág.

3 –

32)

.Cl

emen

te, L

., (2

013)

. Físi

ca M

oder

na y

Apl

icac

ione

s. (P

ág. 3

3 –

49).

• Es

truc

tura

Ató

mic

aGr

att o

n, J.

, (20

03).

Intr

oduc

ción

a la

Mec

ánic

a Cu

ánti c

a. (P

ág. 1

0 –

19).

Piris

, M.,

(199

9). F

ísica

Cuá

nti c

a. (P

ág. 3

5 –

60).

• Pr

opie

dade

s del

os n

úcle

osA.

A., (

s.f.).

Pro

pied

ades

Ond

ulat

oria

s de

la M

ater

ia. (

Pág.

2 –

22)

.Ze

man

sski

y, S

., (2

009)

. Fís

ica

Uni

vers

itaria

con

Fís

ica

Mod

erna

. (Pá

g.

1468

– 1

474,

150

4 –

1505

).

• R

adio

isót

opos

A.A.

(s.f.

). Q

uím

ica

Inor

gáni

ca A

mbi

enta

l. (P

ág. 1

-19)

.

• Ef

ecto

s de

la ra

diac

ión

Vide

o: “

Radi

oacti

vid

ad”

(00:

01 –

11:

10 m

in.)

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=j

0uY8

7mb-

c4Gr

att o

n, J.

, (20

03).

Intr

oduc

ción

a la

Mec

ánic

a Cu

ánti c

a. (P

ág. 2

0 –

36).

Rold

án, J

., (s

.f.).

Efec

tos d

e la

Rad

iaci

ón so

bre

el O

rgan

ismo.

(Pág

. 3 –

67)

.Ze

man

sski

y, S

., (2

009)

. Fís

ica

Uni

vers

itaria

con

Fís

ica

Mod

erna

. (Pá

g.

1484

– 1

492)

.

• La

fuer

za n

ucle

ón –

nuc

león

A.A.

, (s.f

.). P

ropi

edad

es d

e la

fuer

za n

ucle

ón -

nucl

eón.

(Pág

. 1 -

19).

• Fi

sión

y fu

sión

nuc

lear

Vide

o: “

Ener

gía

Atóm

ica

Fisió

n y

Fusió

n” (0

0:01

– 1

3:59

min

.).htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=vyF

_WN

lRnd

YPé

rez,

F., (

s.f.).

Fisi

ón y

Fus

ión.

(Pág

. 4 –

37)

.Ze

man

sski

y, S

., (2

009)

. Fís

ica

Uni

vers

itaria

con

Fís

ica

Mod

erna

. (Pá

g.

1506

– 1

507)

.

• Ra

yos c

ósm

icos

Vide

o: “R

evel

ando

el m

ister

io d

e lo

s ray

os có

smic

os” (

00:0

1 –

08:2

2 m

in.)

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=_

2MLm

m05

rwk

A.A.

, (s.f

.). A

stro

nom

ía d

e al

tas e

nerg

ías:

Ray

os X

, Ray

os G

amm

a y

Rayo

s Có

smic

os.(P

ág. 1

– 2

0).

Zem

anss

kiy,

S., (

2009

). Fí

sica

Uni

vers

itaria

con

Físic

a M

oder

na.(P

ág. 1

509

– 15

47).

60

GUÍA DE ESTUDIO

Físi

ca d

e la

s Pa

r-tí c

ulas

De a

cuer

do a

l Pro

gram

a de

Est

udio

, la

Físi-

ca d

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s Par

tí cul

as, s

e en

cuen

tra

abor

da-

do e

n se

xto

año

de E

duca

ción

Sec

unda

ria

Com

unita

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rodu

cti v

a de

ntro

el c

onte

ni-

do “F

unda

men

tos d

e la

Físi

ca C

onte

mpo

-rá

nea,

su

aplic

abili

dad

en la

cie

ncia

par

a la

vid

a” y

“El C

osm

os y

su re

pres

enta

ción

Có

smic

a y

Feno

men

ológ

ica”

, con

sider

an-

do lo

s qua

rks y

lept

ones

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stan

cia

más

im

port

ante

de

toda

la m

ater

ia.

Las y

los m

aest

ros d

el á

rea

de F

ísica

- Q

uí-

mic

a, lo

grar

án d

emos

trar

la d

esin

tegr

a-ci

ón d

e la

mat

eria

en

cade

na y

sus c

onse

-cu

enci

as e

n la

Mad

re T

ierr

a y

el C

osm

os,

por

med

io d

e co

nstr

ucci

ón d

e m

odel

os

atóm

icos

a p

eque

ña e

scal

a se

pod

rán

obse

rvar

las p

artí c

ulas

más

ele

men

tale

s,

para

pod

er c

ompa

rar

el p

roce

so d

e an

i-qu

ilaci

ón d

e po

sitro

nes

con

elec

tron

es,

basa

dos

en la

sim

etría

de

las

partí

cul

as

aplic

adas

a la

com

unid

ad

El co

nten

ido

de la

Físi

ca d

e Pa

rtí cu

las,

pe

rmiti

rá a

las y

los e

stud

iant

es p

oder

da

r una

exp

licac

ión

del p

erio

do d

e vi

da

de lo

s co

mpo

nent

es m

ás p

eque

ños

que

el á

tom

o, a

dem

ás d

eter

min

ar la

s ca

usas

del

orig

en d

e lo

s neu

trin

os, e

x-pl

ican

do d

e m

aner

a cl

ara

las v

aria

bles

fí s

icas

que

inte

rvie

nen

en p

roce

sos d

e ap

aric

ión

de n

ueva

s pa

rtí cu

las,

ana

li-za

r su

cont

exto

e in

terp

reta

r la

pres

en-

cia

de la

s mism

as a

su a

lrede

dor.

• De

sint

egra

ción

bet

a e

inte

racc

ión

débi

lGa

sque

, G.,

(200

1 - 2

002)

. Int

erac

cion

es D

ébile

s. (P

ág. 1

6 –

18).

Peña

, L.,

(s.f.

). De

caim

ient

o Ra

dioa

cti v

o Be

ta. (

Pág.

1 –

7).

• An

ti mat

eria

Vide

o: “

La A

nti m

ater

ia q

ue e

s y c

ómo

se p

rodu

ce”

(00:

01 –

07:

14 m

in).

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=6

uFBD

otF7

IMA.

A., (

s.f.).

Anti

mat

eria

. (Pá

g. 1

– 1

4).

Agui

lar,

M.,

(200

8). A

nti m

ater

ia, s

uper

cond

ucti v

idad

Big

Ban

g, la

est

ació

n es

paci

al in

tern

acio

nal y

los v

uelo

s int

erpl

anet

ario

s. (P

ág. 1

– 2

7).

Lópe

z, I.

, Por

ro, J

., To

rrón

tegu

i, E.

, & G

arcí

a, M

. (20

04).

Cuán

ti ca

y Re

la-

ti vid

ad (T

OE’

s) Te

oría

del

Todo

. (Pá

g. 1

– 4

).

• Si

met

ría d

e la

s anti

par

tí cul

asM

orei

ra, M

., (s

.f.).

El M

odel

o Es

tand

ar d

e la

Físi

ca d

e la

s Par

tí cul

as. (

Pág.

9

– 11

).Sa

ntan

gelo

, E.,

(201

3). N

úcle

os y

Par

tí cul

as E

lem

enta

les.

(Pág

. 43

– 56

).

• Co

nser

vaci

ón d

e le

pton

esGo

mez

, J.,

(200

1). P

artí c

ulas

Ele

men

tale

s. (P

ág. 2

3 –

38).

• Lo

s had

rone

sVi

deo:

“LH

C G

ran

Colis

iona

dor

de H

adro

nes

com

o fu

ncio

na”

(00:

01 –

06

:14

min

.)htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=4RP

75CB

IMsA

Gom

ez, J

., (2

001)

. Par

tí cul

as E

lem

enta

les.

(Pág

. 25

– 30

).

• Vi

olac

ión

de la

sim

etría

de

anti p

artí c

ulas

Garc

ía, E

., (s

.f.).

Mec

anism

o de

viol

ació

n de

la si

met

ria C

P en

dec

aim

ient

o de

par

tí cul

as e

lem

enta

les.

(Pág

. 31

– 54

).Go

mez

, J.,

(200

1). P

artí c

ulas

Ele

men

tale

s. (P

ág. 4

6 –

50).

• El

mist

erio

de

las

nube

s (00

:01

– 52

:25

min

.).ht

tps:

//w

ww

.you

tube

.co

m/w

atch

?v=_

2MLm

-m

05rw

k

• M

ás

allá

de

l Co

smos

- U

n Sa

lto

Cuán

ti co

(Bria

n G

reen

e)

(00:

01 –

45:

04 m

in.).

http

s://

ww

w.y

outu

be.

com

/wat

ch?v

=Xbn

jTK-

C0Ha

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bvg

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hdfh j

ghcdg

Relatividad y Física Cuántica

NivelaciónA c a d é m i c a


Guía de Estudio

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Guía de Estudio Relatividad y Física Cuántica