Tercer semestre. Física III 1. Teóricas: 50 Prácticas: 30 Total de horas: 80 Créditos: 8 Tipo de curso: Teórico Teórico-práctico X

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1 Tercer semestre. Física III 1 Física III Horas y créditos: Teóricas: 50 Prácticas: 30 Total de horas: 80 Créditos: 8 Tipo de curso: Teórico Teórico-práctico X Práctico Competencias del perfil de egreso Al finalizar el curso el docente-alumno será capaz de comprender las leyes de la naturaleza que rigen los efectos eléctricos y magnéticos, conocerá y aplicará los conceptos de campos eléctrico y magnético, potencial eléctrico, energía eléctrica, dipolo eléctrico, capacitancia, corriente eléctrica, inductancia; aprenderá las leyes de Maxwell y como dan origen a las ondas electromagnéticas. Responsables del Dr. Gelacio Atondo Rubio. programa Dr. Cristo Manuel Yee Rendón. Dr. Raúl Enrique Félix Medina. Fecha de elaboración: Diciembre actualización: 2012 PROPÓSITO Profundizar en los conceptos fundamentales del electromagnetismo y óptica a partir de la comprensión de los distintos principios y leyes de la física. SABERES INTEGRAN LA COMPETENCIA Teóricos: Analiza circuitos con resistores múltiples conectados en serie o en paralelo, circuitos que incluyan tanto un resistor como un capacitor, el movimiento de una partícula cargada en un campo magnético, un circuito L-R-C en serie con fem sinusoidal.

2 Tercer semestre. Física III 2 Reflexiona los diferentes conceptos físicos importantes a la hora de resolver problemas de electromagnetismo y óptica. Analiza diferentes sistemas físicos utilizando diferentes formas de resolver problemas. Comprende las definiciones utilizadas en la física. Conoce las leyes y principios fundamentales del electromagnetismo y la óptica. Prácticos: Describe el campo magnético producido por un elemento de un conductor portador de corriente, la propagación de una onda electromagnética sinusoidal, las ondas electromagnéticas estacionarias. Calcula el campo magnético producido por un alambre largo y recto que conduzca corriente, el campo magnético generado por un alambre portador de corriente doblado en círculo, la fem inducida en un conductor que se mueve a través de un campo magnético, la energía almacenada en un campo magnético, la intensidad en varios puntos de un patrón de interferencia, la intensidad en varios puntos de un patrón de difracción de una sola ranura. Aplica la ley de Ampére, ley de Faraday, ley de reflexión, ley de refracción de la luz. Resuelve problemas de diferentes sistemas físicos aplicando los diferentes principios y leyes de la física del área de electromagnetismo y óptica. Calcula las diferentes variables implicadas en los saberes del electromagnetismo y la óptica. Aplica las diferentes definiciones en la solución de problemas de electromagnetismo y óptica.

3 Tercer semestre. Física III 3 Deduce nuevos conceptos correlacionando los diferentes saberes de electromagnetismo y óptica. Actitudinales: Sustenta una postura crítica en el análisis de la solución de un problema. Desarrolla con responsabilidad las actividades individuales y por equipo. Mantiene una actitud colaborativa para desarrollar las actividades. CONTENIDO TEMÁTICO 1. Corriente, resistencia y fuerza electromotriz 1.1. Corriente eléctrica 1.2. Resistividad 1.3. Resistencia 1.4. Fuerza electromotriz y circuitos 1.5. Energía y potencia en circuitos eléctricos 1.6. Teoría de la conducción metálica 2. Circuitos de corriente directa 2.1. Resistores en serie y en paralelo 2.2. Reglas de Kirchhoff 2.3. Instrumentos de medición eléctrica 2.4. Circuitos R-C 2.5. Sistemas de distribución de energía 3. Campo magnético y fuerzas magnéticas 3.1. Magnetismo 3.2. Campo magnético 3.3. Líneas de campo magnético y flujo magnético

4 Tercer semestre. Física III Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético 3.5. Aplicaciones del movimiento de partículas cargadas 3.6. Fuerzas magnéticas sobre un conductor que transporta corriente 3.7. Fuerza y par de torsión en una espira de corriente 3.8. El motor de corriente directa 3.9. El efecto Hall 4. Fuentes de campo magnético 4.1. Campo magnético de una carga en movimiento 4.2. Campo magnético de un elemento de corriente 4.3. Campo magnético de un conductor que transporta corriente 4.4. Fuerza entre alambres paralelos 4.5. Campo magnético de una espira circular de corriente 4.6. Ley de Ampére 4.7. Aplicaciones de la ley de Ampére 4.8. Materiales magnéticos 5. Inducción electromagnética 5.1. Experimentos de inducción 5.2. Ley de Faraday 5.3. Ley de Lenz 5.4. Fuerza electromotriz de movimiento 5.5. Campos eléctricos inducidos 5.6. Corrientes parásitas 5.7. Corriente de desplazamiento y ecuaciones de Maxwell 5.8. Superconductividad

5 Tercer semestre. Física III 5 6. Inductancia 6.1. Inductancia mutua 6.2. Autoinductancia e inductores 6.3. Energía del campo magnético 6.4. El circuito R-L 6.5. El circuito L-C 6.6. El circuito L-R-C en serie 7. Corriente alterna 7.1. Fasores y corrientes alternas 7.2. Resistencia y reactancia 7.3. El circuito L-R-C en serie 7.4. Potencia en circuitos de corriente alterna 7.5. Resonancia en los circuitos de corriente alterna 7.6. Transformadores 8. Ondas electromagnéticas 8.1. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas 8.2. Ondas electromagnéticas planas y rapidez de la luz 8.3. Ondas electromagnéticas sinusoidales 8.4. Energía y cantidad de movimiento de las ondas electromagnéticas 8.5. Ondas electromagnéticas estacionarias 9. Naturaleza y propagación de la luz 9.1. La naturaleza de la luz 9.2. Reflexión y refracción 9.3. Reflexión interna total

6 Tercer semestre. Física III Dispersión 9.5. Polarización 9.6. Dispersión de la luz 9.7. Principio de Huygens 10. Óptica geométrica Reflexión y refracción en una superficie plana Reflexión en una superficie esférica Refracción en una superficie esférica Lentes delgadas Cámaras fotográficas El ojo La lente de aumento Microscopios y telescopios 11. Interferencia Interferencia y fuentes coherentes Interferencia de la luz procedente de dos fuentes La intensidad en los patrones de interferencia Interferencia en películas delgadas El interferómetro de Michelson 12. Difracción Difracción de Fresnel y Fraunhofer Difracción desde una sola ranura Intensidad en el patrón de una sola ranura Ranuras múltiples

7 Tercer semestre. Física III Rejilla de difracción Difracción de rayos x Aberturas circulares y poder de resolución Holografía METODOLOGÍA Acciones sugeridas para el docente: Evaluación diagnóstica inicial de los conocimientos previos de los participantes en física III. Presentación del programa e introducción a la temática, situando los referentes teóricos. Exposición y discusión de los contenidos del curso. Organización de actividades para trabajo individual y en equipos. Elaboración de exámenes parciales. Utilizar presentaciones para visualizar y ampliar los contenidos abordados. Revisión y retroalimentación constante sobre la comprensión y habilidades de aprendizaje de los participantes. Evaluación final de los contenidos tratados en el curso. Uso de videos de experimentos de física. Diseño de prácticas experimentales. Acciones sugeridas para el docente-alumno: Lectura previa a las sesiones de clase. Activación de conocimientos previos al iniciar sesiones de clase. Participación activa en cada una de las actividades. Resolución de problemas. Realización de exposiciones sobre temáticas del curso. Elaboración de reportes de experimentos.

8 Tercer semestre. Física III 8 EVALUACIÓN La evaluación que se plantea para el curso corresponde a la propuesta en el enfoque por competencias (de acuerdo a la RIEMS), considerando los tres elementos fundamentales del proceso didáctico: el instructor, las actividades de aprendizaje y los docentes-alumnos. Para la evaluación del instructor se diseñará una ficha de evaluación en donde los docentes-alumnos registren los juicios de valor respecto a: la pertinencia de las actividades y las acciones del instructor para conducir el curso. En lo referente a las actividades de aprendizaje se elaborarán rubricas y se realizará un registro del desarrollo individual y grupal. Con respecto a los docentes-alumnos hay dos aspectos que deben ser evaluados: Qué tanto saben hacer? En qué medida aplican lo que saben? Para este aspecto se han definido los conocimientos y habilidades del curso que todos los docentes-alumnos deben aprender. Se elaborará un portafolio físico y uno electrónico de evidencias con el avance de cada docente-alumno en el que se tomará en cuenta su trabajo individual, la resolución de problemas, su participación en las actividades propuestas, así como el reporte de resultados de intervención pedagógica para la enseñanza de la física en el bachillerato. Evidencias de Criterios de desempeño Calificación y aprendizaje acreditación - Exámenes de unidad - Exámenes semanales de temática abordada - Exposición en clase - Resolución de problemas Exámenes de unidad: Descripción correcta de los conceptos y procedimientos de Física III; y solución 40 % Doce exámenes 10% Exámenes semanales 10% Exposiciones

9 Tercer semestre. Física III 9 - Reportes de tareas - Reporte de resultados de correcta de problemas. Exámenes rápidos: propuesta de Identificación de los intervención para la conceptos importantes y enseñanza de la física solución correcta en el bachillerato ejercicios. Exposición en clases: Exposición clara de los conceptos relevantes, donde a la vez demuestre ir formando una perspectiva de la forma en que los contenidos de física están relacionados con la enseñanza de la física en el bachillerato. Resolución de problemas: La rúbrica para la resolución de problemas considera: 40% para el planteamiento del problema, 40% al procedimiento o estrategia de solución y 20% a la solución. 20% Tareas 20% Reporte de resultados de propuesta de intervención para la enseñanza de la física en el bachillerato. Calificación aprobatoria: 8.0 mínima

10 Tercer semestre. Física III 10 Reportes de tarea: Elaboración de rubrica para reporte de tareas que considere: - La presentación (aspecto externo). - El contenido y la estructura de la tarea. -Procedimientos, tecnologías y argumentos de solución. -Originalidad de las soluciones y argumentos. -Solución correcta de todos los ejercicios y problemas de la tarea. Reporte de resultados de propuesta de intervención para la enseñanza de la física en el bachillerato: Elaboración de rubrica para reportes resultados de propuestas de intervención que considere:

11 Tercer semestre. Física III 11 - Diagnóstico de problemática de enseñanza o aprendizaje en algún tema de física en el bachillerato y la argumentación coherente de la problemática. - Diseño de propuesta de intervención para la enseñanza de la física sustentada teóricamente. - Análisis y evaluación de resultados de propuesta de intervención para la enseñanza de la física.. BIBLIOGRAFÍA Young, H.D. y Freedman, R.A. (2009). Física universitaria volumen 2. Pearson educación Resnick, R., Halliday, D., Krane K. (2008). Física volumen 2. CECSA Serway, R. A. John W., Jewett Jr., J.W. (2008). Física para ciencias e ingeniería con física moderna volumen 2. CENGAGE Learning. PERFIL DEL DOCENTE

12 Tercer semestre. Física III 12 Nivel académico: Licenciatura en física y posgrado en el área de las ciencias exactas o educativas. Con actitudes de respeto y tolerancia a la diversidad de opiniones, propenso a la innovación y el ejercicio de una docencia de calidad. Dispuesto a ser evaluado en su desempeño como profesor.