sábado, 30 de abril de 2016

Semana 15 *SESIÓN 45 : UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEA

SEMANA15
SESIÓN
45
Física 2
UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático
RECAPITULACION  15

Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
·         Comprenderá las características de las fibras ópticas y el Rayo laser, los superconductores y la nanotecnología.
·          Procedimentales
·       Elaboración de resúmenes y conclusiones.
·       Presentación en equipo
Actitudinales
  • Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales
Computo:
-          PC, Conexión a internet
De proyección:
-          Cañón Proyector
Programas:
-           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-          Presentación del resumen de las dos sesiones de acuerdo al  programa del curso.



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA 
- Cada equipo realizara una autoevaluación de los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores.
1. ¿Qué temas se abordaron?
2.  ¿Que aprendí?
 3. ¿Qué dudas tengo?
Equipo
1
2
3
4
5
6
Respuesta
 Los temas que vimos esta semana fue láser,  superconductores y sus aplicaciones, así como también fibra óptica.
Aprendimos la función del laser, sus propiedades y usos, igual aprendimos sobre los superconductores y sus aplicaciones.

No hay dudas.
1.- El laser, los superconductores y retomamos el tema de física solar.
2.- Aprendimos que son los láseres, que es un superconductor y sus aplicaciones, y cómo funcionan las celdas solares.
3. No hay dudas
1.Nuevas tecnologias y nuevos materiales: laseres/Superconductores, fibra óptica.
2.Aprendimos principalmente a:
-Observar los rayos laser en diferentes materiales (solido, liquido y gas)
-Saber que son los nsuperconductores, que instituto lo estudia, y un experimento con fibras ópticas.
-Usos
3.No hay dudas.
1.-Laceres
Super conductores
2.- aprendimos a que es un laser y para que se utilizan, aprendimos que es un super conductor y cuáles son sus ventajas (de la fibra óptica)
3.- No hay dudas.
1.- Los superconductores, su campo de estudio y sus aplicaciones. También, se habló sobre los láseres y sus características.
2.-Cuales son los usos de los superconductores, así como las aplicaciones de los láseres y su funcionamiento.
3.- No hay dudas.
1 loa temas que abordamos  esta semana fueron la nueva tecnología nuevos materiales los laceres los súper conductores
2 lo que aprendimos esta semana fue que es un laser cual es su uso que es la fibra óptica y sus usos y que son los superconductores
3 no hay dudas  
FASE DE DESARROLLO
- Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado.
- El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores Láseres, Superconductores, Fibra Óptica y Nanotecnología.
FASE DE CIERRE 
El Profesor concluye con un repaso de la importancia actual de Láseres, Superconductores, Fibra Óptica y Nanotecnología.
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista.
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog que contendrá su información, asimismo se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados para presentarla al Profesor en la siguiente clase.
Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el programa  Word, para registrar los resultados.  
Evaluación
Informe en Power Point de la actividad.
    Contenido:
    Resumen de la Actividad.
Referencias
1 Programa de Estudios, Física I a IV, CCH, UNAM, México, 1993.
3. fisica2005.unam.mx/index. 28-02-2010
4. www.nucleares.unam.mx/. 28-02-2010
 5. www.atmosfera.unam.mx 28-02-2010
6. bibliotecadigital.ilce.edu.mx/28-02-2010
8. www.astrosmo.unam.mx 28-02-2010


Semana 15 *6.14 Superconductores y Fibra Óptica

Superconductores y Fibra Óptica

La fibra óptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de 1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía ½), estas perdidas restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En 1970, la compañía de CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un prototipo de fibra óptica de baja perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron fibras de 7 dB/Km.

La Fibra Óptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto, constituido de material dieléctrico (material que no tiene conductividad como vidrio o plástico), es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando esté curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, el interior llamado núcleo (se construye de elevadísima pureza con el propósito de obtener una mínima atenuación) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno (se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente índice de refracción ( n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3 % inferior al del núcleo n1 ).

Desventajas de la fibra óptica

  • El costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de banda y baja atenuación es requerida. Para bajo ancho de banda puede ser una solución mucho más costosa que el conductor de cobre.

  • La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.

  • Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.


Semana 15 *6.13 Nuevas tecnologías y nuevos materiales: láseres.


Nuevas tecnologías y nuevos materiales: láseres.

Láser, dispositivo de amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Los láseres son aparatos que amplifican la luz y producen haces de luz coherente; su frecuencia va desde el infrarrojo hasta los rayos X. Un haz de luz es coherente cuando sus ondas, o fotones, se propagan de forma acompasada, o en fase. Esto hace que la luz láser pueda ser extremadamente intensa, muy direccional, y con una gran pureza de color (frecuencia). Los máseres son dispositivos similares para microondas.

Los láseres obligan a los átomos a almacenar luz y emitirla en forma coherente. Primero, los electrones de los átomos del láser son bombeados hasta un estado excitado por una fuente de energía. Después, se los `estimula' mediante fotones externos para que emitan la energía almacenada en forma de fotones, mediante un proceso conocido como emisión estimulada. Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los átomos en cuestión y se desplazan en fase con los fotones que los estimulan. Los fotones emitidos chocan a su vez con otros átomos excitados y liberan nuevos fotones. La luz se amplifica a medida que los fotones se desplazan hacia atrás y hacia adelante entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emisiones estimuladas.





Semana 15 *SESIÓN 44 : UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEA

SEMANA15
SESIÓN
44
Física 2
UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático
6.14 Superconductores, Fibra Óptica y Nanotecnología.


Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
  • Conoce nuevos materiales y tecnologías y sus aplicaciones: superconductores, fibra
Óptica y nanotecnología.
Procedimentales
·       Elaboración de indagaciones bibliográficas y resúmenes.
·       Presentación en equipo
Actitudinales
  • Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales
Computo:
-          PC, Conexión a internet
De proyección:
-          Cañón Proyector
Programas:
-           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-          Presentación de la indagación bibliográfica de acuerdo al programa del curso.
De laboratorio:
-          Emisor de rayo laser, probeta de vidrio de 1 000 ml, yakult.



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
-          El Profesor  hace la presentación de las preguntas:
Preguntas
¿Qué es un material superconductor?

¿Cuándo y dónde se descubrió la superconductividad
¿Qué Instituto de la UNAM estudia la superconductividad?
¿Cuál es el campo de estudio de los superconductores?
¿Qué materiales se utilizan en la superconductividad?
¿Cuáles son las aplicaciones de la superconductividad?
Equipo
2
3
1
5
4
6
Respuesta
Es un material que al ser enfriado dejan de ejercer resistencia al paso de la corriente eléctrica. De este modo a una cierta temperatura e material se convierte en un material conductor eléctrico de tipo perfecto.
Descubierto por el físico Neerlandés Heike Kamerlingh Onnes el 8 de abril de 1911, en Leiden.
Instituto de Física.
Mecánica cuántica
Electromagnetismo
Termodinámica (Energía calorífica)

Debido a las bajas temperaturas que se necesitan para conseguir la superconductividad, los materiales más comunes se suelen enfriar con helio líquido (el nitrógeno líquido sólo es útil cuando se manejan superconductores de alta temperatura).
Por ejemplo
*metal
*cobre
*plata
PUEDE decirse que existen tres tipos de aplicaciones de la superconductividad:
1) La producción de grandes campos magnéticos.
2) La fabricación de cables de transmisión de energía.
3) La fabricación de componentes circuitos electrónicos.
Algunas de las aplicaciones más importantes de los electroimanes superconductores, sin que la lista pretenda ser exhaustiva, es la siguiente:
1) Aplicaciones biológicas. Se sabe desde hace mucho tiempo que los campos magnéticos intensos afectan el crecimiento de plantas y animales. 
2) Aplicaciones químicas. Es un hecho conocido que los campos magnéticos pueden cambiar las reacciones químicas y ser utilizados en la catálisis.
3) Aplicaciones médicas. Se han aplicado campos magnéticos para arreglar arterias, sacar tumores y para sanar aneurismas sin cirugía.
4) Levitación. Una aplicación muy importante es en el transporte masivo, rápido y económico.

-          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras:
-          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas.
FASE DE DESARROLLO
              Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor:
-          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
 Se dispone de la probeta de vidrio que contiene agua con una gotita de yakult.
-          En él se puede simular el comportamiento físico de una fibra óptica por medio de la reflexión total múltiple de un rayo láser en la interface agua-vidrio.
fibra_optica_p

-          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones.
FASE DE CIERRE
    Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                    
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.
               Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                  programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación
Informe en Power Point de la actividad.
    Contenido:
    Resumen de la Actividad.

Semana 15 *SESIÓN 43 : UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEA

SEMANA15
SESIÓN
43
Física 2
UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático
6.13 Nuevas tecnologías y nuevos materiales:  Láseres


Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
  • Conoce nuevos materiales y tecnologías y sus aplicaciones: Láser
Procedimentales
·       Elaboración de indagaciones bibliográficas y resúmenes.
·       Realización de experimentos
·       Presentación en equipo
Actitudinales
  • Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales
Computo:
-          PC, Conexión a internet
De proyección:
-          Cañón Proyector
Programas:
-           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point.
Didáctico:
-          Presentación en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso.
De laboratorio:
Apuntador de rayo laser, Vaso de precipitados de 1000 ml, espejos, polvo de gis.



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
-          El Profesor  hace la presentación de la pregunta:
Preguntas
¿Qué estudia la nanotecnología?
¿Cuáles son las aplicaciones de la nanotecnología?
Nuevos materiales
¿Qué es un material superconductor?
¿El Grafeno?
¿Cuáles son las aplicaciones de los materiales superconductores?
Láseres
¿Qué es un rayo láser?
¿Cuáles son las aplicaciones del rayo láser?
Equipo
2
6
4
1
3
5
Respuesta
Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades  que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100Nanómetros aprox.
Las aplicaciones de la Nanotecnología  pueden ser en el:
medio ambiente,
involucran el desarrollo de materiales, energías y procesos no contaminantes, tratamiento de aguas residuales, desanilización de agua, descontaminación de suelos, tratamiento de residuos, reciclaje de sustancias, nanosensores para la detección de sustancias químicas dañinas o gases tóxicos.
Energía
Medicina
Industria de Alimentos
Textil
Construcción
Electrónica
Tecnologías de la comunicación e informática
Agricultura
Ganadería
Cosmética
 Un material superconductor es aquel que permite el paso de la electricidad sin ofrecer ninguna resistencia y sin generar ningún campo magnético. Si sólo cumple lo primero, podría decirse que es un conductor ideal. Practicamente cualquier metal y ciertos compuestos cerámicos presentan esta última cualidad a temperatura de cero absoluto ( 273,15 grados bajo cero). 

El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero: una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan solo 0,77 miligramos. Se considera 200 veces más fuerte que el acero y su densidad es aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y es aproximadamente cinco veces más ligero que el aluminio.
Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.

 La producción de grandes campos magnéticos.
La fabricación de cables de transmisión de energía.
La fabricación de componentes circuitos electrónicos
La aplicación más importante, en cuanto a la cantidad de material empleado, es y será por mucho tiempo la producción de campos magnéticos, que se emplean, principalmente, en los laboratorios de física con fines de investigación.
Es un dispositivo de amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Producen haces de luz coherente; su frecuencia va desde infrarrojo hasta los rayos X.
*Aplicaciones Médicas


Los alumnos discuten en equipo y presentan sus respuestas y se lleva a cabo una discusión extensa.

FASE DE DESARROLLO
              Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor
-          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
1.- Rayo láser

 Se usa un emisor láser de tipo común (llavero). Al apuntar con el emisor a una superficie se puede observar un punto rojo que corresponde a la incidencia del rayo láser sobre esa superficie. Si se espolvorea un polvo entre el emisor y el punto se puede observar el rayo láser debido a la reflexión del mismo en las partículas de polvo.

2.- Rayo láser dentro de un vaso de vidrio

 Se utiliza  el vaso de precipitados dentro de la cual se coloca un poco de humo. Desde la parte externa de la caja se activa un emisor láser de tipo común (llavero), se puede observar el rayo solamente dentro de la caja fuera de ella no se percibe.

3.- Rayo láser a través del agua

 Se utiliza  vaso de precipitados  con agua en la cual se ha agregado un poquito de leche. Se emite un rayo láser en la parte externa y se dirige de tal manera que atraviese la caja. Se puede observar que el rayo se ve claramente dentro de la caja pero no se percibe fuera de ella.

4.- Trayectoria de la luz en una superficie transparente

 En vaso de precipitados que contiene humo se coloca un vidrio transparente en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con la superficie de trasparente, se puede observar que parte del rayo atraviesa la superficie y otra parte se refleja en la misma, siendo de menor intensidad el rayo reflejado.

8.- Reflexión especular de la luz

 Se utiliza el  vaso de precipitados contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre un espejo colocado en su base, se puede observar que el rayo se refleja de forma nítida.
-          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones.



























FASE DE CIERRE
    Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                    
Actividad Extra clase:
Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.
               Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación
Informe en Power Point de la actividad.
    Contenido:
    Resumen de la Actividad.
Referencias
www.laserlab.com.mx