Biología (plan 1997) 2022-1

Primer Semestre, Física

Los objetivos de la materia son:

• Introducir al estudiante a los conceptos y teorías básicas sobre: electromagnetismo, óptica, el comportamiento y la estructura de la materia, poniendo énfasis en los aspectos más cercanos y básicos para las ciencias biológicas como por ejemplo: el potencial de membrana y el potencial de acción en el caso del electromagnetismo.
• Desarrollar la capacidad de entender el funcionamiento físico del instrumental básico que se utiliza en las ciencias biológicas, como por ejemplo: el microscopio.
• Formar una cultura científica en el estudiante.

Debido a la situación actual la clase será en línea, en caso de que haya cambios se les hará saber.

La evaluación consistirá de 4 exámenes, 4-5 prácticas con materiales caseros, una exposición, trabajos escritos (resúmenes o ensayos), y actividades pequeñas (mapas conceptuales, cuadros comparativos, cuadros sinópticos, ejercicios, etc). Los porcentajes serían los siguientes:

• Exámenes 20%
• Prácticas 20%
• Resúmenes 15%
• Exposición 10%
• Actividades 35%

El grupo utilizará la plataforma Moodle donde se colocarán los videos con las sesiones y los trabajos a entregar. Dentro de la plataforma habrá foros de discusión entre ustedes y de dudas. Habrá sesiones presenciales a través de Google Meet para la resolución de dudas, pero no serán obligatorias ni serán todas las semanas, esto debido a que no sabemos si todos tienen acceso a internet o si deben compartir su computadora con algún otro familiar. Se les avisará con anticipación la fecha para que puedan agendarla y asistir.

Una vez que estén inscritos en el curso favor de enviar un correo al profesor o al ayudante con una cuenta ciencias para darlos de alta en la plataforma y enviarles el link de Google Meet para la sesión de presentación.

La bibliografía básica será: Hewitt, P. (2004). Física Conceptual. México: Pearson Education.

El temario de la materia es el siguiente:

I. Introducción

Conceptos básicos de la Física, en especial los de fuerza y las fuerzas fundamentales, energía y trabajo, y su conservación.

II. Electricidad Y Magnetismo

II.1. El concepto de carga eléctrica y de su polaridad.

II.2. El concepto de campo eléctrico y del potencial eléctrico.

II.3. Propiedades eléctricas de la materia, los conductores, los dieléctricos y sus propiedades básicas.

II.4. La corriente eléctrica y sus propiedades. El concepto de resistencia y ley de Ohm.

II.5. Principios básicos de los circuitos eléctricos de corriente continúa.

II.6. El concepto de magnetismo.

II.7. El fenómeno de inducción electromagnética. La interrelación entre electricidad y magnetismo. Aplicaciones de la inducción.

II.8. La electrofisiología. Conceptos básicos de la transmisión neuronal. El potencial de acción. Modelos sustentados en circuitos eléctricos. Descripción funcional de los principales instrumentos utilizados en la electrofisiología.

III. ÓPTICA

III.1. La luz, sus propiedades básicas, transmisión, velocidad.

III.2. Los fenómenos de reflexión y refracción de la luz.

III.3. Óptica física. Difracción e interferencia.

III.4. Principios básicos de la óptica geométrica. Espejos y lentes. Distancia focal y abertura.

III.5. El microscopio como instrumento óptico. Descripción óptica del instrumento. Aberraciones: su corrección. Diversas formas de la microscopía: contraste de fases, campo obscuro y claro, etc. Fundamentos ópticos de las técnicas de manejo del microscopio y de las limitaciones del instrumento.

III.6. Introducción a los fenómenos ondulatorios y a las ondas electromagnéticas, el espectro electromagnético.

IV. LA TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA

IV.1. Modelos atómicos. La teoría atómica de Dalton. Modelo atómico de Thomson, Átomo de Rutherford, Teórica atómica de Bohr.

IV.2. La tabla periódica, el concepto de peso atómico y el problema de la congruencia de éstos.

IV.3. El concepto de molécula y peso molecular, el número de Avogadro.

IV.4. La valencia. Los enlaces químicos. Fundamentos de la química microscópica. Las moléculas y sus propiedades.

IV.5. El comportamiento de los gases. Las ideas entorno a la teoría cinética de los gases.

IV.6. .La espectroscopía óptica. El espectro óptico. Fuentes continuas y discretas. Identificación de los elementos por sus espectros. El espectro del hidrógeno. Introducción a las ideas cuánticas y a los fenómenos de interacción de la radiación con la materia.

IV.7. Las descargas en gases enrarecidos, la electrólisis.

IV.8. La teoría atómica de la radiación. El núcleo atómico, el concepto de isótopo. La radiación y sus propiedades. Efectos biológicos de la radiación y protección radiológica.

IV.9. .La espectroscopía, la neutralidad del átomo, la composición del átomo, los modelos atómicos y el átomo nuclear. El átomo de Bohr. La tabla periódica. Introducción a las ideas cuánticas y a los fenómenos de interacción de la radiación con la materia.

IV.10. La valencia. Los enlaces químicos. Fundamentos de la química microscópica. Las moléculas y sus propiedades.

IV.11. El núcleo atómico, el concepto de isótopo. La radiación y sus propiedades. Efectos biológicos de la radiación y protección radiológica

IV.12. Introducción a la biofísica molecular. Fundamentos moleculares de la vida. Los métodos e instrumentos físicos de la Biología molecular.

IV.13. La fotosíntesis y la visión analizadas desde la física cuántica. Los fenómenos biológicos desde la perspectiva de la física.

V. EL UNIVERSO Y LA VIDA

V.1. La visión moderna de la estructura del universo. Estrellas, planetas y galaxias. La estructura del universo. La teoría del "Big Bang". Física de las estrellas. Formación de los sistemas planetarios y evolución de los planetas. El origen de la vida. Las posibilidades de la universalidad del fenómeno de la vida.

V.2. El debate científico de las grandes incógnitas de la física y la biología.