SYLLABUS Semestre Académico: II

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE GENETICA Y BIOTECNOLOGIA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA NUCLEAR ATÓMICA Y MOLECULAR I. DATOS GENERALES SYLLABUS Semestre Académico: II 1.1. Nombre del Curso : FÍSICA GENERAL-II 1.2. Código del Curso : B Número de créditos : 04 créditos 1.4. Duración del Curso : 16 semanas 1.5. Año de Estudios : 2017-II 1.6. Número de Horas Teoría : Práctica de Laboratorio : Pre Requisito : Física General-I 1.8. Profesor Responsable Profesor de Teoría : Dr. David A. Laván Quiroz Profesor de Práctica : Profesores del área de Física Medica Facultad de Ciencias Físicas. UNMSM Profesores Invitados : Asistentes de Laboratorio : 1.9. Horarios y Ambientes Teoría : Aula 309. Facultad de Ciencias Biológicas Seminarios : Aula 309. Facultad de Ciencias Biológicas Práctica de Laboratorio: Laboratorio 321. Facultad de Ciencias Físicas II. SUMILLA Comprende los campos de electricidad, magnetismo y óptica. Una primera parte tratará las cargas eléctricas, tipos y relación entre ellas. Ley de Gauss, potencial eléctrico, capacitancia y dieléctricos, corriente, resistencia y fuerza electromotriz. Circuitos de corriente directa. La segunda parte de magnetismo y óptica desarrollará: Fuentes de campo magnético, inducción electromagnética, corriente alterna, ondas electromagnéticas. La luz óptica geométricas y sus aplicaciones, interferencia y difracción

2 III. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS OBJETIVO GENERAL Desarrollar y estimular a los estudiantes un interés afectivo por el estudio de la física aplicada en el área de la genética y la biotecnología, proporcionándoles los conocimientos fundamentales sobre las leyes y principios de la física. Desarrollar su capacidad de usar dichos conceptos y principios; para entender y resolver problemas de su entorno científico. Construir una cultura científica moderna y de sus aplicaciones tecnológicas. OBJETIVOS ESPECIFICOS Posibilitar en el estudiante la comprensión de las leyes de la física mediante modelos físicos aplicados a los sistemas biológicos. Desarrollar habilidades tales como: Destreza manual y percepción visual en el manejo de los diferentes equipos instrumentales y materiales empleado durante las clases de laboratorio. Fomentar en los estudiantes un interés por el estudio de la física y contribuir a su formación científica. IV. EVALUACION La evaluación estará orientada a comprobar que el estudiante logre avances en sus niveles de organización de la información, afianzamiento de sus potencialidades intelectuales de análisis, síntesis, criticidad y creatívidad. El sistema de evaluación es permanente, los exámenes serán de tipo objetivo y resolución de problemas de aplicación práctica. Con este fin se establecen los siguientes criterios de evaluación: Dos exámenes parciales (teórico-prácticos) Un examen sustitutorio Promedio de Prácticas calificadas Promedio de Prácticas Trabajo Monográfico Promedio final del curso Exámenes de laboratorio Promedio de Reportes de Laboratorio Promedio de Practicas de Laboratorio : E1 y E2 : Es : PPC : PP : TM : PF : EL1 y EL2 : PR : PL PL = (EL1+EL2+PR) 3 PP = (0.70PL+0.20PPC+0.10TM PF = 0.30E1+0.30E2+0.40PP 3

3 NOTA IMPORTANTE De las notas Las notas serán de cero (0) a veinte (20). Los exámenes parciales y practicas dejadas de rendir se calificara con cero (0). La participación en clase será contabilizada al final del curso según lo estime el profesor. Para aprobar cada prueba parcial es necesario haber obtenido la calificación de 10,5 o más. Se tomara un examen sustitutorio(es) de todo el curso que reemplazara a E1 o E2. V. METODOLOGIA Las clases teóricas serán desarrolladas mediante exposiciones analíticas y sistemáticas de los contenidos del Syllabus. Los alumnos participaran en el desarrollo de ejercicios y problemas planteados. De ser necesario las clases teóricas serán apoyadas con material visual. Se desarrollaran monografías grupales sobre temas específicos las cuales serán sustentadas según coordinación con el profesor. Las clases de laboratorio serán completamente prácticas, debiendo el estudiante desarrollar un conjunto de Prácticas de Laboratorio y elaborar el informe de cada experiencia realizada que deberá entregar al profesor encargado del laboratorio. VI. PROGRAMACIÓN Primera semana ELECTRICIDAD Estructura de la materia. Carga eléctrica. Experimentos con carga eléctrica. Conservación de la carga. Conductores y aisladores. Carga por frotamiento, contacto, y por inducción. Ley de Coulomb para distribuciones puntuales y continuas de cargas. Intensidad de campo eléctrico. Superficies equipotenciales. Campo eléctrico en un punto. Líneas de campo eléctrico. Campo eléctrico debido a distribuciones discretas y continuas de cargas. Campo creado por un dipolo eléctrico Fundamentos físicos de la electroforesis. Flujo eléctrico. Ley De Gauss. Cálculos con la ley de Gauss. Potencial eléctrico producido por distribuciones puntuales y continuas de cargas. Ejercicios y problemas. Segunda semana ELECTRODINAMICA Intensidad de corriente eléctrica. Densidad de corriente. Campo eléctrico y densidad de corriente. Circuito eléctrico. Analogía hidráulica en circuitos. Ley de Ohm: en un circuito y en un conductor. Resistencia eléctrica. Resistividad. Asociación de resistencias, características. Fuerza electromotriz. Fuentes de temo Leyes de Kirchhoff y su aplicación. Energía y Potencia en circuitos eléctricos. Capacidad eléctrica. Capacitor plano. Dieléctricos. Energía almacenada en un condensador. Dieléctricos. Asociación de condensadores. Circuito RC. Ejercicios y problemas.

4 Tercera semana BIOLECTRICIDAD Célula Nerviosa Estructura de una neurona. Bases físicas de los potenciales de membrana. Potencial de membrana de los nervios en reposo. Concentraciones iónicas. Flujo de Na, CI, K. Potencial de equilibrio; Ecuación de Nerst. Ecuación de Goldman-Hodgkin. Potencial de reposo. Potencial de acción. Curva del potencial de acción: Ley del Todo o Nada. Permeabilidad de Na y K. Transmisión eléctrica de impulsos nerviosos. Condiciones eléctricas de la membrana: resistencia y capacidad. Circuito eléctrico de la membrana. Impulso nervioso: distancia de decaimiento. Electrocardiografía. Significado de la curva de Electrocardiograma. Marcapasos cardiacos. Electroencefalograma. Ejercicios y problemas. Cuarta semana MAGNETISMO Imanes. Campo magnético. Línea de campo magnético y flujo magnético. Movimiento de partículas con carga en un campo magnético. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. Fuerza magnética sobre una corriente. Dipolos magnéticos. Motores y galvanómetros. Campos magnéticos producido por corrientes. Fuerza entre dos conductores paralelos. Campo magnético de una espira circular de corriente. Ley de Ampere. Magnetismo en los seres vivos. Espectrómetro de masas. Quinta semana INDUCCION ELECTROMAGNETICA FEM inducida. Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz. FEM inducida en un conductor en movimiento. Flujo magnético variable productor de campo eléctrico. Generadores eléctricos. Transformadores. Materiales magnéticos. Inductancia. Energía almacenada en una autoinducción. Ejercicios y problemas. Sexta semana ONDAS ELECTROMAGNETICAS Definición de ondas electromagnéticas. Ecuaciones de Maxwell. Cuarta ecuación de Maxwell (corrientes de desplazamiento). Producción de ondas electromagnéticas. Calculo de la velocidad de las ondas electromagnéticas. La luz como onda electromagnética. Energía y cantidad de movimiento de las ondas electromagnéticas. Ondas electromagnéticas estacionarias. Espectro electromagnético. Problemas y ejercicios. Séptima semana PRIMER EXAMEN PARCIAL (E1) Octava semana OPTICA GEOMETRICA Naturaleza de la luz. Reflexión. Reflexión interna total. Refracción de la luz. Dispersión de la luz. Dispersión luminosa. Principio de Huygens y Fermat. Problemas y ejercicios.

5 Novena semana ESPEJOS Y LENTES Espejos planos y esféricos. Lentes. Ecuación de las lentes delgadas. Ecuación de espejos planos y esféricos. Formación de imágenes en lentes y espejos. Potencia de una lente; aberraciones. La lupa. El ojo humano y defectos de la visión. Microscopio óptico. Microscopio electrónico de transmisión. Microscopio electrónico de barrido. Microscopio de efecto túnel. Ejercícios y problemas. Decima semana OPTICA ONDULATORIA Interferencia. Fuentes coherentes. Interferencia de la luz de dos fuentes. Intensidad en los patrones de interferencia. Interferencía en particulas finas. Interferómetro de Michelson. Experimento de ínterferencia de Young de doble rendija. Difracción. Difracción desde una sola ranura. Intensidad en el patrón de una sola ranura. Ranuras múltiples. Dífracción de rayos X y estructuras de moléculas biológicas polarización de la luz. Décima primera semana FISICA MODERNA Propiedades corpusculares de la luz. Efecto fotoeléctríco. El efecto Compton. El fotón. Dualidad onda-corpúsculo. Los fotones y la visión. Décima segunda semana ATOMOS Propiedades ondulatorias de la materia: hipótesis ondulatoria de De Broglie. Modelo de Bohr del átomo. Principio de la incertidumbre. Mecánica cuántica. Décima tercera semana NUCLEOS Física nuclear. Estructura del núcleo. Radioactividad, radicación alfa, beta, gamma. Desintegración radiactiva. Periodo de semidesintegracíón radiactiva. Interacción radiación-materia. Atenuacíón. Capa hemirreductora. Efectos biológicos de la radiación. Unidades. Detección y medida de la radiación. Ejercicios. Décima cuarta semana RADIACIONES IONIZANTES Radiaciones ionizantes. Dosimetría de la radiación. Aplicación de la física nuclear en la biología y medicina. Décima quinta semana EXPOSICION DE TRABAJOS MONOGRAFICOS Décima sexta semana EXAMEN FINAL (E2)

6 VI. BIBLIOGRAFÍA 1. Kane J.W. y Sternheim M.M., Física, Reverté. (1989) 2. Cromer A., Física para las ciencias de la vida, Reverté. (1998) 3. Cussó F., López C., Villar Raúl, Física de los procesos biológicos, Ariel (2004) 4. Villar R., Lopez C. y Cussó F. Fundamentos Físicos de los procesos biológicos: Volumen I. Biomecánica y leyes de escala. ECU (2012) 5. Villar R., Lopez C. y Cussó F. Fundamentos Físicos de los procesos biológicos: Volumen III: Calor y dinámica de fluidos en los seres vivos. ECU (2013) 6. Villar R., Lopez C. y Cussó F. Fundamentos Físicos de los procesos biológicos: Volumen II: Bioelectromagnetismo, ondas y radiación. ECU (2013) 7. Frumento A.S. Biofísica. Mosby/Doyma Libros (1995) 8. Wilson J.D., Bufa, A.J., Física, Pearson Prentice Hall. (2003) 9. Máximo A., Alvarenga B., Física General, Oxford. (2000) 10. Blackwood O., Kelly W. y Bell R., Física general, Continental. (1979) 11. Johnson R., Kuby P. Estadística Elemental. Thomson Editores. (2004) Dr. David Lavan Quiroz