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FORMATO DE SYLLABUS VERSIÓN:

0-06-10-2015 PROCEDIMIENTO RELACIONADO: DISEÑO DE CURSOS

P GINA GINAS S: Página 1 de 14

1. INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e ingeniería

SIGLA: ECBTI

NIVEL: Profesional CAMPO DE FORMACIÓN: CBI, Ciencias Básicas de Ingeniería CURSO: Física Moderna

CODIGO: 299003

TIPO DE CURSO: Metodológico N° DE CREDITOS: 3

N° DE SEMANAS: 16 Semanas

CONOCIMIENTOS CONOCIMIENTOS PREVIOS: Física General, Teoría Electromagnética y de Ondas, Cálculo Diferencial, Cálculo Integral, Ecuaciones Diferenciales DIRECTOR DEL CURSO: Angelo Albano Reyes Carvajal FECHA DE ELABORACIÓN: 20 de junio de 2016 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso de Física Moderna hace parte del campo de formación disciplinar, específicamente específicamente en formación disciplinar común de Ingeniería Electrónica e Ingeniería de Telecomunicaciones, Telecomunicaciones, el cual, está dirigido hacia la compresión compresión de los fenómenos físicos descubiertos en el siglo XX, que implicaron una revolución conceptual y experimental de la Física, para que el estudiante adquiera una visión completa de las bases o fenómenos que dieron inicio a la evolución tecnología. tecnología. El curso es metodológico de tres (3) créditos académicos que se desarrolla durante diez y seis (16) semanas y se encuentra distribuido en tres unidades. La primera unidad abarca la teoría especial de la relatividad, la segunda unidad comprende todo lo relacionado con las partículas y ondas, y finalmente, el estudiante en la tercera unidad se introduce a las teorías atómicas y a las nociones de la mecánica cuántica.


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2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos: General Desarrollar competencias básicas en el estudiante para que explore, analice, comprenda y adquiera los principios de la Física Moderna que transformaron la concepción clásica y dieron inicio a las modernas tecnologías, mediante el estudio de leyes, postulados, fenómenos y experimentos que conllevan a aportar soluciones desde su perfil profesional a problemáticas del entorno.

Competencias generales del curso: 



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

El estudiante aplica la teoría especial de la relatividad en p roblemáticas particulares de su entorno, utilizando los postulados y fenómenos que rigen a dicha teoría. El estudiante entiende que toda teoría tiene límites de v alidez y conocerá los correspondientes a la Física Clásica, indicando las diferencias entre ésta y la Moderna. El estudiante comprende la evolución de la t eoría atómica mediante el estudio de los modelos atómicos aplicados a diferentes experimentos. El estudiante reconoce la importancia de la Física Moderna en su vida cotidiana. El estudiante conoce algunas de las aplicaciones más importantes de la Física Moderna en la tecnología actual. El estudiante utiliza la tecnología moderna para mejorar sus habilidades y técnicas de investigación y comunicación. El estudiante obtiene nociones básicas de la mecánica cuántica para comprender el comportamiento de las partículas a nivel at ómico solucionando la ecuación de Schrödinger para diferentes aplicaciones. El estudiante comprende las leyes y postulados que rigen la física moderna y sus aplicaciones.


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3. CONTENIDOS DEL CURSO Esquema del contenido del curso:


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Nombre de la unidad

Referencias Bibliográficas Requeridas (Incluye: Libros textos, web links, revistas científicas)

Contenidos de aprendizaje 1.

Principio galileano de la relatividad.

2.

Experimento de Michelson-Morley.

3.

Principio de la relatividad de Einstein.

4.

Consecuencias de la teoría especial de la relatividad.

5.

Ecuaciones de transformación de Lorentz.

6.

Ecuaciones de transformación de velocidad de Lorentz.

7.

Movimiento lineal relativista.

8.

Energía relativista.

9.

Masa y energía.

Libro guía:

UNIDAD 1. TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD

Serway, R., (&) Jewett, J. (2014). Relatividad. En Física para ingeniería y ciencias con física moderna. Vol. 2. (9 Ed)(Pág. 1191-1223). México D.F: CENGAGE Learning. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unad/reader.action?docID =10827186

OVI Unidad 1 - La Relatividad:

Reyes Carvajal, A. (2016). La Relatividad . [OVI]. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/9696

10. Teoría general de la relatividad.

Referencias Bibliográficas Complementarias

Bueche, Frederick J., Jerde, David A. (1996). Tres conceptos revolucionarios. En Fundamentos de Física II (Pag. 792-809). México: McGrawHill. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?docID=10522959


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1.

UNIDAD 2. PARTÍCULAS Y ONDAS

Referencias Bibliográficas Complementarias UNIDAD 3. MECÁNICA CUÁNTICA Y TEORÍA ATÓMICA

Radiación de cuerpo negro e hipótesis de Planck.

2.

Efecto f otoeléctrico.

3.

Efecto Compton.

4.

Fotones y ondas electromagnéticas.

5.

Propiedades ondulatorias de las partículas.

6.

Partícula cuántica.

7.

Revisión del experimento de doble rendija.

8.

El principio de incertidumbre

Libro guía:

Serway, R., (&) Jewett, J. (2014). Relatividad. En Física para ingeniería y ciencias con física moderna. Vol. 2. (9 Ed)(Pág. 1233-1259). México D.F: CENGAGE Learning. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unad/reader.action?docID =10827186

OVI Unidad 2 - La Radiación de cuerpo negro: Reyes Carvajal, A. (2016). La Radiación de cuerpo negro . [OVI]. Recuperado

de: http://hdl.handle.net/10596/9810

Bueche, Frederick J., Jerde, David A. (1996). Tres conceptos revolucionarios. En Fundamentos de Física II (Pag. 809-829). México: McGrawHill. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?docID=10522959

1.

Interpretación de la mecánica cuántica

2.

La partícula cuántica bajo condiciones de frontera.

Libro guía:


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3.

La ecuación de Schrödinger.

4.

Una partícula en un pozo de altura finita.

5.

El efecto túnel a través de una barrera de energía potencial.

6.

Aplicaciones del efecto túnel.

7.

El oscilador armónico simple.

8.

Espectros atómicos de los gases

9.

Los primeros modelos del átomo

10. Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno.



Serway, R., (&) Jewett, J. (2014). Mecánica cuántica. En Física para ingeniería y ciencias con física moderna. Vol. 2. (9 Ed)(Pág. 1267-1288). México D.F: CENGAGE Learning. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unad/reader.action?docID =10827186



Serway, R., (&) Jewett, J. ( 2014). Física atómica. En Física para ingeniería y ciencias con física moderna. Vol. 2. (9 Ed)(Pág. 1296-1308). México D.F: CENGAGE Learning. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unad/reader.action?docID =10827186

OVI Unidad 3 – El efecto túnel: Reyes Carvajal, A. (2016). El efecto túnel . [OVI]. Recuperado de:

http://hdl.handle.net/10596/9909

11. Modelo cuántico del átomo de hidrógeno

Referencias Bibliográficas Complementarias

Bueche, Frederick J., Jerde, David A. (1996). Niveles de energía y espectros atómicos. En Fundamentos de Física II (Pag. 836-851). México: McGraw-Hill. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?docID=10522959


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4. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad

Contenido de Aprendizaje

Reconocimien to del curso

Unidades 1, 2y3

Competencia

El estudiante identifica el entorno virtual de aprendizaje del curso, establece y reconoce la metodología del curso.

Indicadores de desempeño Identifica la metodología de participación en las fases 1, 2 y 3. Distingue las fechas de aportes individuales en cada una de las Fases 1, 2 y 3.

Evaluación1 Estrategia de Aprendizaje

N° de Semanas

Propósito Identificar el entorno de aprendizaje del curso.

Fase 0 - Conceptos previos y estructura del curso. Cada estudiante leerá el syllabus del curso, explorará la estructura del mismo y revisará de forma rápida los contenidos del curso. Como resultado de lo anterior, de manera individual cada estudiante desarrollará las actividades planteadas en la “Guía Fase 0 -

Conceptos previos y estructura del curso”

Reconocer la metodología del curso.

2

Identificar fechas importantes para el buen desarrollo del curso.

Criterios de evaluación Entiende de manera adecuada la importancia de los aportes individuales en el desarrollo de las actividades grupales.

Ponderación

Producto individual Fase 0:

25 Puntos. Identifica de manera óptima las fechas de realización de las diferentes actividades con que


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cuenta curso.

1.Principio galileano de la relatividad. 2.Experiment o de MichelsonMorley. 3.Principio de UNIDAD 1. la TEORÍA relatividad ESPECIAL de Einstein. DE LA 4.Consecuenci RELATIVIDA as de la D teoría especial de la relatividad. 5.Ecuaciones de transformac ión de Lorentz.

El estudiante aplica la teoría especial de la relatividad en problemáticas particulares utilizando los postulados y fenómenos que rigen a dicha teoría.

Comprende la diferencia entre las trasformadas galileanas y las trasformadas de Lorentz en problemas particulares de la física. Identifica las trasformadas de Lorentz para el tiempo, la velocidad y la posición en la solución de problemas de la teoría especial de la relatividad.

Fase 1 – Conceptos básicos de la Física Moderna Estrategia de aprendizaje: Aprendizaje basado en problemas Al iniciar esta fase, es necesario que cada estudiante lea y comprenda los contenidos de aprendizaje dispuestos para la unidad 1 (Utilice el libro guía o referencias requeridas) Una vez realizada la comprensión de los contenidos, procederá en forma grupal a resolver de manera teórica los pequeños problemas plateados que encuentra en la “Guía de actividades y rúbrica de evaluación Fase 1 – Conceptos básicos de la Física Moderna ”, con el fin de que adquieran competencias básicas de la física moderna.

4

Aplicar la teoría especial de la relatividad en problemátic as particulares utilizando los postulados y fenómenos que rigen a dicha teoría.

el

Comprende de manera adecuada la diferencia entre las trasformada s galileanas y las trasformada s de Lorentz en Actividad Grupal diferentes Fase 1: 95 puntos contextos Aplica de forma correcta las trasformada s de Lorentz para el tiempo, la velocidad y la posición en la


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Fase 2 - Evaluación de aprendizaje

6.Ecuaciones de transformac ión de velocidad de Lorentz. 7.Movimiento lineal relativista. 8.Energía relativista. 9.Masa y energía. Teoría general de la relatividad.

UNIDAD 2. PARTÍCULA S Y ONDAS

1. Radiación de cuerpo negro e hipótesis de Planck.

Distingue las consecuencias de la teoría especial de la relatividad en problemas enmarcados dentro de la teoría especial de la relatividad.

El estudiante identifica las teorías que rigen el comportamien

Aplica la radiación de cuerpo negro a problemas de su entorno

solución de problemas de la teoría especial de la relatividad.

El estudiante de manera individual resolverá la evaluación correspondiente a los contenidos de la unidad 1, llamada “Fase 2 Evaluación de aprendizaje ” .

Aplica de manera Evaluación adecuada las Individual: Fase 2 consecuenci Evaluación de as de la aprendizaje teoría 25 puntos especial de la relatividad en problemas enmarcados dentro de la teoría especial de la relatividad.

Fase 3 – Conceptos intermedios de la Física Moderna 4 Estrategia de aprendizaje: Aprendizaje basado en problemas

Identificar las teorías que rigen el comportami ento de las

Aplica de forma correcta la radiación de cuerpo

Actividad Grupal Fase 3:

92 puntos


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2.Efecto fotoeléctric o. 3.Efecto Compton. 4.Fotones y ondas electromag néticas. 5.Propiedades ondulatorias de las partículas. 6.Partícula cuántica. 7.Revisión del experiment o de doble rendija. 8.El principio de incertidumb re

to de las partículas y de las ondas para la compresión entre la interacción de luz-materia mediante la solución de problemas planteados.

y comprende la hipótesis de Planck. Identifica los fenómenos físicos asociados al efecto fotoeléctrico y al efecto Compton. Conoce las propiedades ondulatorias de la partícula por medio de experimentos.

Al iniciar esta fase, es necesario que cada estudiante lea y comprenda los contenidos de aprendizaje dispuestos para la unidad 2 (Utilice el libro guía o referencias requeridas) Una vez realizada la comprensión de los contenidos, procederá en forma grupal a resolver de manera teórica-práctica los pequeños problemas plateados que encuentra en la “Guía de

partículas y de las ondas para la compresión entre la interacción de luzmateria mediante la solución de problemas planteados.

negro en problemas de su entorno y comprende de manera satisfactoria la hipótesis de Planck.


Identifica con claridad los fenómenos físicos asociados al efecto fotoeléctrico y al efecto Compton por medio de la aplicación en problemas y la utilización de simuladores.

El estudiante de manera individual resolverá la evaluación

Conoce por medio de la

actividades y rúbrica de evaluación Fase 3 – Conceptos intermedios de la Física Moderna ”, con el fin de que adquieran competencias básicas de la física moderna. En la guía anterior se encontrará la información necesaria para realizar las prácticas 1 y 2 del curso. Recuerde que estas prácticas hacen parte del trabajo colaborativo 2.

Evaluación Individual:


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correspondiente a los contenidos de la unidad 2, llamada “Fase 4 Evaluación de aprendizaje”

1.Interpretaci ón de la mecánica cuántica. 2.La partícula cuántica bajo condiciones UNIDAD 3. de frontera. Mecánica 3.La ecuación Cuántica y de Teoría Schrödinger Atómica . 4.Una partícula en un pozo de altura finita. 5.El efecto túnel a través de

El estudiante comprende la evolución de la teoría atómica mediante el estudio de los modelos atómicos aplicados a diferentes experimentos.

Identifica la ecuación de Schrödinger por medio de la solución de aplicaciones en fenómenos físicos relacionados con la cuántica.

El estudiante adquiera nociones básicas de la mecánica cuántica para comprender el comportamien

Reconoce los modelos atómicos que existen en la naturaleza por medio de lecturas y la

aplicación de ejercicios de manera correcta las propiedades ondulatorias de la partícula por.

Fase 5 – Conceptos avanzados de la Física Moderna Estrategia de aprendizaje: Aprendizaje basado en problemas Al iniciar esta fase, es necesario que cada estudiante lea y comprenda los contenidos de aprendizaje dispuestos para la unidad 3 (Utilice el libro guía o referencias requeridas) Una vez realizada la comprensión de los contenidos, procederá en forma grupal a resolver de manera teórica-práctica los pequeños problemas plateados que encuentra en la “Guía de

actividades y rúbrica de evaluación

4

Comprender la evolución de la teoría atómica mediante el estudio de los modelos atómicos aplicados a diferentes experimento s. Adquirir nociones básicas de la mecánica cuántica para comprender

Identifica de manera adecuada la ecuación de Schrödinger por medio de solución de aplicaciones en fenómenos físicos relacionados con la cuántica. Reconoce de forma satisfactoria los modelos

Fase 4 Evaluación de aprendizaje 25 puntos

Actividad Grupal Fase 5:

92 puntos


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una barrera de energía potencial. 6.Aplicaciones del efecto túnel. 7.El oscilador armónico simple. 8.Espectros atómicos de los gases. 9.Los primeros modelos del átomo 10. Mode lo de Bohr del átomo de hidrógeno. 11. Mode lo cuántico del átomo de hidrógeno.

to de las partículas a nivel atómico solucionando la ecuación de Schrödinger para diferentes aplicaciones.

Todas las

El estudiante aplica los conocimientos

Evaluación unidades del Final curso.

solución de problemas. Aplica el modelo cuántico de la física a problemas de la naturaleza.

Fase 5 – Conceptos avanzados de la Física Moderna ”, con el fin de que

el comportami ento de las partículas a nivel atómico solucionand o la ecuación de Schrödinger para diferentes aplicaciones

adquieran competencias básicas de la física moderna. En la guía anterior se encontrará la información necesaria para realizar la práctica 3 del curso. Recuerde que estas prácticas hacen parte del trabajo colaborativo 3.

Fase 6 - Evaluación de aprendizaje El estudiante de manera individual resolverá la evaluación correspondiente a los contenidos de la unidad 3, llamada “Fase 6 Evaluación de aprendizaje ”

atómicos que existen en la naturaleza por medio de lecturas y la solución de problemas. Aplica adecuadame nte el modelo cuántico de la física a Evaluación problemas Individual: de la Fase 6- Evaluación naturaleza.

de aprendizaje 25 puntos.

Comprende las diferentes leyes que

Fase 7 – Revisión aprendizaje

final

de 2

Aplicar las diferentes leyes que

Comprende de manera adecuada las

Evaluación Final: 125 puntos


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adquiridos en el curso en problemáticas particulares, utilizando las leyes de la Física Moderna.

gobiernan física moderna.

la

Aplica las leyes de la física moderna a problemas de su entorno. Conoce alcance física moderna.

el la

El estudiante de manera individual resolverá la evaluación final del curso, que es una prueba objetiva cerrada (POC) donde se incluyen los contenidos de las tres unidades didácticas.

gobiernan la Física Moderna. Establecer fortalezas y debilidades en las competencia s adquiridas en el curso.

diferentes leyes que gobiernan la Física Moderna. Comprende de manera satisfactoria los fenómenos físicos asociados a la Física Moderna.

25%


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5. ESTRUCTURA DE EVALUACION DEL CURSO Tipo de evaluación

Ponderación

Puntaje Máximo

Autoevaluación

Formativa

Coevaluación

Formativa Fase 0 - Conceptos previos y estructura del curso.

25

Fase 1 – Conceptos básicos de la Física Moderna.

95


25

Fase 3 – Conceptos intermedios de la Física Moderna.

92


25

Fase 5 – Conceptos avanzados de la Física Moderna.

92


25

Fase 7 – Revisión de final de aprendizaje (Evaluación Final POC).

125

Heteroevaluación

Total

500

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