PROGRAMACIÓN DE FÍSICA 2º BACHILLERATO I.E.S. CAMPOS Y TOROZOS

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1 PROGRAMACIÓN DE FÍSICA 2º BACHILLERATO I.E.S. CAMPOS Y TOROZOS MEDINA DE RIOSECO CURSO

2 INDICE 1. INTRODUCCIÓN 2. OBJETIVOS 3. CONTENIDOS 4. DISTRIBUCCIÓN TEMPORAL 5. METODOLOGÍA 6. CONTENIDOS MÍNIMOS 7. PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN 8. CRITERIOS DE CALIFICACIÓN 9. MATERIALES Y RECURSOS DIDÁCTICOS 10.ACTIVIDADES EXTRAESCOLARES Y COMPLEMENTARIAS 11.ALUMNOS CON LA ASIGNATURA DE FÍSICA Y QUÍMICA PENDIENTE DE 1º DE BACHILLERATO 2

3 1. INTRODUCCIÓN Según el decreto 42/2008 de 5 de Junio de 2008, ( B.O.C. y L. N 111 de Miércoles 11 de Junio de 2008), por el que se establece el Currículo del Bachillerato de la Comunidad de Castilla y León, los contenidos de la Física, materia de modalidad del bachillerato de Ciencias y Tecnología, contribuye a comprender la materia, su estructura y sus cambios desde la escala más pequeña (partículas, núcleos, átomos, etc.) a la de mayor tamaño (estrellas, galaxias y el propio universo). La Física es una materia que tiene un carácter formativo y preparatorio. Como todas las disciplinas científicas, las Ciencias físicas constituyen un elemento fundamental de la cultura de nuestro tiempo, que incluye no sólo aspectos de literatura, historia, etc., sino también los conocimientos científicos y sus implicaciones. Por otro lado, un currículo, que también en esta etapa pretende contribuir a la formación de una ciudadanía informada, debe incluir aspectos como las complejas interacciones entre física, tecnología, sociedad y ambiente, salir al paso de una imagen empobrecida de la ciencia y contribuir a que el alumnado se apropie de las competencias que suponen su familiarización con la naturaleza de la actividad científica y tecnológica. Asimismo, el currículo debe incluir los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales que permitan abordar con éxito estudios posteriores, dado que la Física es una materia que forma parte de todos los estudios universitarios de carácter científico y técnico y es necesaria para un amplio abanico de familias profesionales que están presentes en la Formación Profesional de Grado Superior. Esta materia supone una continuación de la Física estudiada en el curso anterior, centrada en la mecánica de los objetos asimilables a puntos materiales y en una introducción a la electricidad. Se parte de unos contenidos comunes destinados a familiarizar al alumnado con las estrategias básicas de la actividad científica que, por su carácter transversal, deberán ser tenidos en cuenta al desarrollar el resto de los contenidos. Estos se estructuran en tomo a tres grandes ramas: la mecánica, el electromagnetismo y la física moderna. En el primero se pretende completar y profundizar en la mecánica, comenzando con el estudio de la gravitación universal, que permitió unificar los fenómenos terrestres y los celestes. Seguidamente, se introducen las vibraciones y ondas en muelles, cuerdas, acústicas, etc., poniendo de manifiesto la potencia de la mecánica para explicar el comportamiento de la materia. A continuación, se aborda el estudio de la óptica y los campos eléctricos y magnéticos, tanto constantes como variables, mostrando la integración de la óptica en el electromagnetismo, que se convierte así, junto con la mecánica, en el pilar fundamental del imponente edificio teórico que se conoce como física clásica. El hecho de que esta concepción del mundo no pudiera explicar una serie de fenómenos originó, a principios del siglo XX, tras una profunda crisis, el surgimiento de la física relativista y la cuántica, con múltiples aplicaciones, algunas de cuyas ideas básicas se abordan en el último bloque de este curso. 2. OBJETIVOS La enseñanza de la Física en el bachillerato tendrá corno finalidad contribuir a desarrollar en el alumnado las siguientes capacidades: l. Adquirir y poder utilizar con autonomía conocimientos básicos de la física, así corno las estrategias empleadas en su construcción. 2. Comprender los principales conceptos y teorías, su vinculación a problemas de interés y su articulación en cuerpos coherentes de conocimientos. 3

4 3. Familiarizarse con el diseño y realización de experimentos físicos, utilizando el instrumental básico de laboratorio, de acuerdo con las normas de seguridad de las instalaciones. 4. Expresar mensajes científicos orales y escritos con propiedad, así corno interpretar diagramas, gráficas, tablas, expresiones matemáticas y otros modelos de representación. 5. Utilizar de manera habitual las tecnologías de la información y la comunicación para realizar simulaciones, tratar datos y extraer y utilizar información de diferentes fuentes, evaluar su contenido, fundamentar los trabajos y adoptar decisiones. 6. Aplicar los conocimientos físicos pertinentes a la resolución de problemas de la vida cotidiana. 7. Comprender las complejas interacciones actuales de la Física con la tecnología, la sociedad y el ambiente, valorando la necesidad de trabajar para lograr un futuro sostenible y satisfactorio para el conjunto de la humanidad. 8. Comprender que el desarrollo de la Física, supone un proceso complejo y dinámico, que ha realizado grandes aportaciones a la evolución cultural de la humanidad. 9. Reconocer los principales retos actuales a los que se enfrenta la investigación en este campo de la ciencia. 3. CONTENIDOS TEMA 1: INTERACCIÓN GRAVITATORIA Repaso de vectores Momento de una fuerza respecto a un punto. Momento lineal. Conservación del momento lineal Momento angular. Conservación del momento angular. Ecuación fundamental de la dinámica de rotación para una partícula. Fuerzas centrales. Leyes de Kepler. Ley de la Gravitación Universal. Repaso de trabajo, potencia y energía Fuerzas conservativas. Energía potencial gravitatoria. Campo gravitatorio. Líneas de campo. Flujo. Intensidad del campo gravitatorio terrestre. Determinación de g. Distribución discreta de masas: principio de superposición. 4

5 Variaciones de la intensidad del campo gravitatorio con la altura. Potencial gravitatorio. Diferencia de potencial. Velocidad de escape. Movimiento bajo la acción gravitatoria de un planeta: órbitas de satélites. Teorías sobre el origen del Universo y su evolución. Nota: No se utilizará el concepto de momento de inercia. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Utilizar correctamente las unidades así como los procedimientos apropiados para la resolución de problemas 2. Aplicar las leyes de Kepler para calcular diversos parámetros relacionados con el movimiento de los planetas. 3. Utilizar la ley de la gravitación universal para determinar la masa de algunos cuerpos celestes y aplicarla en el tratamiento de la gravedad terrestre. 4. Calcular la energía que debe poseer un satélite en una determinada órbita, así como la velocidad con la que debió ser lanzado para alcanzarla. TEMA 2: VIBRACIONES Y ONDAS Movimiento periódico y oscilatorio. Movimiento vibratorio armónico simple. Magnitudes Ecuaciones del movimiento: elongación, velocidad, aceleración. Dinámica del movimiento armónico simple: el oscilador armónico. El péndulo simple. Energía del oscilador armónico. Movimiento ondulatorio. Tipos y clasificación de las ondas. Magnitudes que caracterizan a una onda. Ecuación de las ondas armónicas unidimensionales. Energía asociada al movimiento ondulatorio. Intensidad. Atenuación de una onda esférica por la distancia al foco. Absorción de ondas planas. Principio de Huygens. 5

6 Estudio cualitativo de los fenómenos de reflexión, refracción y difracción de una onda. Estudio cualitativo de las interferencias Ondas estacionarias Ondas sonoras: intensidad y sonoridad. Estudio cualitativo de la contaminación acústica Estudio cualitativo del efecto Doppler. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Conocer la ecuación matemática de una onda unidimensional y aplicarla a la resolución de casos prácticos sencillos. 2. Asociar lo que se percibe con aquello que se estudia teóricamente, (la intensidad con la amplitud y el tono con la frecuencia de un sonido) y conocer los efectos de la contaminación acústica en la salud. 3. Deducir los valores de las magnitudes características de una onda a partir de su ecuación y viceversa 4. Explicar cuantitativamente algunas propiedades de las ondas, como la reflexión y refracción y cualitativamente otras, como las interferencias, la difracción y el efecto Doppler. TEMA 3: INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Carga eléctrica: Principio de conservación. Interacción eléctrica: Ley de Coulomb. Campo eléctrico creado por una carga puntual. Líneas de campo Distribuciones discretas de cargas: principio de superposición. Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. Relación entre el campo y el potencial eléctrico para una sola variable *. Analogías y diferencias entre los campos gravitatorio y eléctrico. Campo magnético. Líneas de campo. Campo magnético creado por una carga móvil. Campo magnético creado por una corriente indefinida rectilínea. Campo magnético creado por una espira circular en su centro. Campo creado por un solenoide en su interior. 6

7 Circulación del campo magnético: teorema de Ampère*. Propiedades magnéticas de la materia. Acción de un campo magnético sobre una carga en movimiento. Fuerza de Lorentz: Aplicaciones (ciclotrón y espectrómetro de masas) Acción de un campo magnético uniforme sobre una corriente rectilínea. Acción de un campo magnético uniforme sobre una espira. Interacción entre corrientes rectilíneas paralelas. El amperio. Analogías y diferencias entre el campo eléctrico y el magnético. Flujo magnético. Experiencias de Faraday y Henry. Inducción electromagnética: Ley de Lenz y ley de Faraday. Producción de corrientes alternas. Síntesis electromagnética Impacto ambiental de la producción y transporte de la corriente eléctrica. *Estudio cualitativo CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Calcular los campos creados por cargas y corrientes, y las fuerzas que actúan sobre las mismas en el seno de campos uniformes. 2. Valorar como aplicaciones en este campo el funcionamiento de los electroimanes, los motores, los galvanómetros o los aceleradores de partículas. 3. Usar los conceptos de campo eléctrico y magnético para superar las dificultades que plantea la interacción a distancia 4. Explicar el fenómeno de inducción, utilizar la ley de Lenz y aplicar la ley de Faraday para indicar de qué factores depende la corriente que aparece en un circuito. 5. Reconocer la importancia de la síntesis electromagnética de Maxwell al progreso de la ciencia y la integración de la óptica en el electromagnetismo TEMA 4: ÓPTICA Modelos corpuscular y ondulatorio de la luz. Propagación de la luz en un medio: índice de refracción Reflexión. Leyes. 7

8 Reflexión total. Ángulo límite. Aplicaciones. Refracción. Leyes de Snell. Estudio cualitativo de interferencias, absorción, difracción y dispersión de la luz Conceptos básicos de óptica geométrica. Espejos. Construcción y formación de imágenes*. Aplicaciones. Lentes. Tipos de lentes. Construcción y formación de imágenes en las lentes *. Instrumentos ópticos: ojo, telescopio de reflexión y microscopio. * Estudio cualitativo CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Explicar el modelo corpuscular y ondulatorio de la luz hasta llegar a la teoría electromagnética de la luz. 2. Explicar los fenómenos de reflexión y refracción de la luz, aplicar sus leyes a casos prácticos sencillos y conocer su utilización en el caso del periscopio y la fibra óptica. Formar imágenes a través de espejos y lentes delgadas. 3. Valorar la importancia que la luz tiene en nuestra vida cotidiana, tanto tecnológicamente (instrumentos ópticos, comunicaciones por láser) como en medicina (corrección de defectos oculares). 4. Justificar algunos fenómenos ópticos sencillos de formación de imágenes a través de lentes y espejos: telescopios y microscopios. TEMA 5: INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA MODERNA Insuficiencia de la Física Clásica Sistemas de referencia. Postulados de la teoría de Relatividad Especial y consecuencias sencillas sobre la longitud, el tiempo y la masa*. Equivalencia entre masa y energía. Teoría cuántica de Planck. Efecto fotoeléctrico. Espectros discontinuos. Hipótesis de De Broglie. Dualidad onda-corpúsculo. 8

9 Principio de incertidumbre de Heisenberg. Relación de indeterminación posiciónmomento lineal. Radiactividad natural y artificial. Partículas elementales: electrón, protón, neutrón, neutrino y antipartículas. Ley de desintegración radiactiva. Actividad. Constante de desintegración. El núcleo atómico. Fuerzas nucleares. Energía de enlace por nucleón. Tipos de desintegraciones radiactivas. Ajuste y consideraciones energéticas. Fisión y fusión nuclear: aspectos básicos. * Estudio cualitativo CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Utilizar los principios de la relatividad especial para explicar una serie de fenómenos: la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y la equivalencia masa-energía. 2. Conocer la revolución científico- tecnológica que tuvo su origen en la búsqueda de solución a los problemas planteados por los espectros continuos y discontinuos, el efecto fotoeléctrico, etc., y que dio lugar a la física cuántica. 3. Explicar los principales conceptos de la Física moderna y conocer algunas de sus aplicaciones tecnológicas (célula fotoeléctrica, microscopio electrónico, laser, ordenador, etc.). 4. Aplicar la equivalencia masa-energía para explicar la energía de enlace de los núcleos y su estabilidad, las reacciones nucleares, la radiactividad y sus múltiples aplicaciones y repercusiones. 5. Aplicar los conceptos de fisión y fusión nuclear para calcular la energía asociada a estos procesos. 9

10 4. DISTRIBUCIÓN TEMPORAL TEMA horas TEMA horas TEMA horas TEMA horas TEMA horas TOTAL..120 horas 10

11 5. METODOLOGÍA La metodología estará basada en un programa de actividades, cuya idea central es que cada tema, desde la introducción de conceptos a la discusión de las aplicaciones sociales, pasando por la resolución de problemas o el trabajo experimental, se convierta en un conjunto de actividades, debidamente organizadas, que los alumnos tienen que realizar bajo la dirección del profesor, pero que permitan una interacción entre los mismos, para que no se conviertan en una mera exposición por parte del profesor y una recepción por parte del alumno. Estas actividades deben permitir a los alumnos exponer sus ideas previas, elaborar y afianzar conocimientos, explorar alternativas, etc, superando la mera asimilación de conocimientos ya elaborados. Además, estas actividades deben cubrir el contenido de cada tema con una lógica interna que evite un aprendizaje desconexo y han de aprovechar todas las ocasiones posibles de que el alumno se familiarice con el método científico. Estas actividades pueden agruparse en dos bloques: Actividades de iniciación: Sería la clase teórica de explicación del profesor y las explicaciones del alumno sobre el tema, la resolución de las cuestiones propuestas previamente por los alumnos y las implicaciones técnicas y prácticas que la materia tiene en la sociedad. Actividades de desarrollo: Implican construcción y manejo de conceptos, familiarización con aspectos clave del trabajo científico al abordar problemas experimentales o de papel y lápiz, y en la medida de lo posible utilizar las metodologías específicas que las tecnologías de la información y la comunicación ponen al servicio de alumnos y profesores. 6. CONTENIDOS MÍNIMOS Los contenidos mínimos están condicionados por los que se determinan en las reuniones de coordinación de selectividad. No obstante, por la experiencia de cursos anteriores, consideramos que los contenidos mínimos exigibles corresponden a los contenidos específicos que se han detallado para cada unidad didáctica, dado que a través de ellos los alumnos conseguirán las competencias básicas que la Unión Europea contempla, y que son: - Competencia en comunicación lingüística a través del uso de terminología específica, razonamiento, argumentación, lectura y comprensión de textos científicos, además de debatir la actitud que el ser toma ante los avances científicos. - Competencia matemática utilizando el lenguaje matemático para cuantificar fenómenos y herramientas adecuadas, además darán los datos de forma adecuada, y analizarán e interpretarán los resultados. - Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico a través de la observación y del trabajo científico (laboratorio). - Tratamiento de la información mediante las nuevas tecnologías buscando y seleccionando la adecuada. También considerar la contribución de la Física en manifestaciones artísticas y conservación del patrimonio. - Competencia para aprender a aprender, analizando causas y consecuencias de los fenómenos químicos así como la prevención y tratamiento de efectos que de estos fenómenos se puedan derivar como contaminación, conservación del medioambiente - Autonomía e iniciativa personal: formarse un espíritu crítico capaz de cuestionar dogmas, gracias al grado de madurez que el alumno debe conseguir mediante el desarrollo de su capacidad de razonamiento y conocimiento a lo largo de su etapa educativa, así como llevar a cabo proyectos. Los contenidos mínimos que se exigirán los siguientes: 11

12 - Comprender que los conceptos, modelos o teorías de las ciencias físicas evolucionan. - Aplicar el teorema de conservación del momento angular a un planeta del sistema solar. - Comprender la ley de la gravitación universal y su importancia en la unificación de las mecánicas terrestre y celeste. - Utilizar el concepto de campo para superar las dificultades que plantea la interacción a distancia. - Aplicar el principio de conservación de la energía a un satélite. - Comprender el movimiento vibratorio y cómo su propagación en un medio origina ondas. - Resolver problemas de determinación de las magnitudes características de una onda a partir de su ecuación y viceversa. - Comprender las principales propiedades de las ondas: difracción, reflexión, refracción e interferencias - Valorar la potencia del modelo de onda para explicar diversos fenómenos cotidianos, desde el eco a la contaminación acústica. - Utilizar el concepto de campo para superar las dificultades que plantea la interacción a distancia e instantánea entre cargas. - Determinar el campo creado por una o dos cargas en reposo y el campo magnético creado por una corriente rectilínea indefinida o un solenoide - Identificar las fuerzas que actúan sobre una carga en movimiento en el seno de campos eléctricos o magnéticos uniformes, así como el tipo de movimiento que realizara. - Explicar la producción de corriente eléctrica mediante variaciones del campo magnético. - Comprender algunos aspectos de la síntesis de Maxwell: el campo electromagnético, la predicción de ondas electromagnéticas y la interacción de la óptica. - Identificar la existencia de diversos modelos para explicar la naturaleza de la luz, viendo las razones que llevaron a su aceptación. - Explicar las propiedades de la luz, utilizando los diversos modelos. - Comprender el mecanismo de la visión, tanto de imágenes como de colores. - Valorar las múltiples aplicaciones de la óptica. - Comprender que la física clásica no puede explicar una serie de fenómenos como el incumplimiento del principio de relatividad de Galileo por la luz o la existencia de una velocidad límite. - Comprender los postulados de la relatividad de Einstein y cómo resuelven los problemas anteriores. - Utilizar los principios de relatividad para explicar algunas de sus implicaciones: dilatación del tiempo, contracción de la longitud, variación de la masa con la velocidad y equivalencia masa/energía. - Comprender que la física clásica no puede explicar una serie de experiencias como el efecto fotoeléctrico, los espectros discontinuos, la difracción de electrones, etc. - Utilizar las ideas y relaciones de Einstein, Bohr, De Broglie, para explicar la cuantización de determinadas magnitudes,(como la energía, el comportamiento corpuscular de la luz y el ondulatorio de los electrones. - Comprender que los electrones, fotones, etc, no son ni ondas ni partículas clásicas sino objetos nuevos con un comportamiento nuevo. - - Valorar el importante desarrollo científico y técnico que supuso la física moderna, base de lo que se denomina revolución científico-técnica, que comienza a desarrollarse tras la ll Guerra Mundial. - Comprender la necesidad de una nueva interacción para justificar la estabilidad nuclear. - Aplicar la equivalencia masa-energía a la determinación de energía de ligadura de los núcleos. 12

13 - Utilizar las leyes de conservación del número atómico y másico y de la energía en las reacciones nucleares y la radiactividad. - Valorar la importancia social de temas como la contaminación radiactiva, las bombas y reactores nucleares, los isótopos y sus aplicaciones. - Comprender algunas implicaciones de los descubrimientos de nuevas partículas: existencia de antimateria, interacciones como intercambio de partículas. 13

14 7. PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN Los medios utilizados para evaluar se pueden combinar de diversos tipos: Seguimiento: día a día del proceso de conocimiento de cada alumno mediante la observación del trabajo diario, respuesta a cuestiones individuales, exposiciones verbales, etc. Pruebas a todo el grupo de diversos tipos: sobre el desarrollo temático, resolución de problemas, de investigación o de respuesta inmediata, primando el modelo que se les exigirá en selectividad para que se acostumbren a él. 8. CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Teniendo en cuenta que el Bachillerato debe dotar fundamentalmente a los alumnos de capacidades que les permitan incorporarse con fluidez a estudios superiores, los criterios de calificación deberán estar dirigidos a detectar hasta que punto se consigue esa capacitación y en caso no satisfactorio establecer mecanismos de recuperación adecuados. Para ello al final de cada trimestre el alumno obtendrá una calificación que será el resultado de promediar las distintas calificaciones de los diferentes instrumentos de evaluación aplicados. No obstante las pruebas escritas individuales tendrán la mayor incidencia en la calificación global. Los alumnos que no superen los contenidos mínimos de un determinado trimestre, tendrán la oportunidad de superarlos mediante su trabajo personal en casa cuyo aprovechamiento se demostrará en un examen extraordinario de dichos contenidos. La calificación global de Junio se entenderá aprobada cuando se hayan superado con un 5 la media de todas las evaluaciones trimestrales y un examen global de todos los contenidos a realizar por todos los alumnos en Mayo. Cuando la calificación global de Junio sea de insuficiente, el alumno deberá examinarse en Septiembre de todos los contenidos del curso. 9. MATERIALES Y RECURSOS DIDÁCTICOS Se utilizará como libro de texto básico, el libro Física 2B de la Editorial Everest. Además, se usará en lo posible el laboratorio, los medios audiovisuales y el ordenador, animando al alumno a buscar en Internet información sobre los distintos temas. No obstante los alumnos disponen en la Biblioteca del Centro de revistas, libros especializados, enciclopedias y otros documentos de carácter consultivo que les puede servir como complemento a los trabajos programados. 10. ACTIVIDADES EXTRAESCOLARES Y COMPLEMENTARIAS Si a lo largo del curso surgiera la posibilidad de realizar alguna visita no programada a la Facultad de Ciencias o al Museo de la Ciencia se realizaría en colaboración con el Departamento de Actividades Extraescolares. 14

15 11. ALUMNOS CON LA ASIGNATURA DE FÍSICA Y QUÍMICA PENDIENTE DE 1º Estos alumnos realizarán 2 exámenes el primero que se realizará en Enero incluirá toda la Física y el segundo la Química hacia finales de Marzo o principios de Abril. Si la nota media entre los dos exámenes es 5 o más de 5 los alumnos habrán superado esta asignatura, si esto no ocurriera contarían con una prueba final global de toda la asignatura que harán a finales de Abril. 15