Chapter 1 General Introduction
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Física nuclear: descubrimiento de la radiactividad; primeras ideas sobre la composición del núcleo y su modificación tras el descubrimiento del neutrón; concepto de isótopo.–
Justificación de la estabilidad de los núcleos a partir de una nueva interacción, la nuclear, su corto alcan- ce y gran intensidad. La energía de enlace. Cálculo de ésta a partir del defecto de masa.–
Modos de desintegración radiactiva, aplicándoles las leyes de conservación de la carga y del número de nucleones (leyes de Soddy), y de la conservación de la energía, como a las demás reacciones nucleares.–
La contaminación radiactiva, la medida y detección de la radiactividad, las bombas y reactores nucleares, los isótopos y sus aplicaciones.–
Algunos aspectos de las partículas elementales: Predicción y ulterior descubrimiento de algunas partícu- las, tales como el positrón, neutrino y pión, para introducir la antimateria, las nuevas interacciones (débil y fuerte) y su comprensión como intercambio de partículas, la inestabilidad de las partículas.IV. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Utilizar los procedimientos que constituyen la base del trabajo científico y explicar la naturaleza evolutiva de la ciencia y sus relaciones con la técnica y la sociedad.
Este criterio trata de evaluar si los estudiantes, en los diversos temas, utilizan dichos procedimientos. En con- creto, el planteamiento de problemas, la emisión de hipótesis, el diseño y realización de experimentos para su con- traste, la interpretación de resultados, la comunicación apropiada de las actividades realizadas, el manejo de biblio- grafía, etc. También si conocen el carácter tentativo de los conceptos y modelos científicos y su evolución, las rela- ciones de la física con la tecnología y las implicaciones de ambas en la sociedad y en el medio ambiente, así como las profundas influencias de la sociedad en la ciencia.
2. Aplicar las leyes de la gravitación a situaciones problemáticas de interés como la determinación de masas de cuerpos celestes, al conocimiento de la gravedad terrestre y al estudio de los movimientos de planetas y satélites.
Este criterio pretende constatar la capacidad de aplicar los distintos conceptos que describen la interacción gravitatoria (campos, energías y fuerzas) a las situaciones mencionadas y sin confundirlos entre sí. Algunos de dichos problemas hacen necesaria la aplicación de las leyes de Kepler, así como poner de manifiesto la evolución de los modelos astronómicos y la gran síntesis que supuso la teoría de la gravitación universal, al unificar la mecánica te- rrestre y la celeste.
3. Valorar la importancia histórica de determinados modelos y teorías que supusieron un cambio en la interpretación de la naturaleza, y poner de manifiesto las razones que llevaron a su aceptación, así como las presiones que, por razones ajenas a la ciencia, se originaron en su desarrollo.
Se pretende comprobar si se conocen y valoran logros de la física como son: la sustitución de las teorías esco- lásticas sobre el papel de la Tierra dentro del universo por las teorías newtonianas de la gravitación, la evolución en la concepción de la naturaleza de la luz o la introducción de la física moderna para superar las limitaciones de la física clásica. También se trata de valorar la capacidad de dar razones fundadas de los cambios producidos en ellas a la luz de los hallazgos experimentales y de poner de manifiesto las presiones sociales a las que fueron sometidas, en algu- nos casos, las personas que colaboraron en la elaboración de las nuevas concepciones.
4. Construir un modelo teórico que permita explicar las vibraciones de la materia y su propagación (ondas), aplicándolo a la explicación de diversos fenómenos naturales o técnicos.
Este criterio pretende evaluar si los estudiantes pueden elaborar un modelo sobre vibraciones mecánicas en la materia y ondas, y explicar con él propiedades como la resonancia, la intensidad de las ondas y su atenuación, la re- flexión y la refracción, las interferencias y difracciones, aplicando todo ello a la explicación de diversos fenómenos na- turales.
5. Utilizar los modelos clásicos de la luz (corpuscular y ondulatorio) para explicar las distintas propie- dades de ésta y, en particular, la visión de imágenes y colores.
Este criterio intenta comprobar si los alumnos y las alumnas son capaces de comprender el debate sobre la naturaleza de la luz y el triunfo del modelo ondulatorio, por su mayor capacidad para explicar la reflexión y la refrac- ción y, además, la interferencia, la difracción, el color, la polarización, etc. También si son capaces de obtener imá- genes con espejos, lentes delgadas y así comprender el mecanismo de la visión y el funcionamiento de algún instru- mento óptico de uso cotidiano.
6. Utilizar el concepto de campo para superar las dificultades que plantea la interacción instantánea y a distancia, calcular los campos creados por cargas y corrientes y las fuerzas que actúan sobre cargas y corrientes en el seno de campos uniformes, y justificar el fundamento de algunas aplicaciones prácticas.
Este criterio pretende comprobar la capacidad de determinar los campos eléctrico y magnético producidos en situaciones simples (una o dos cargas, corrientes rectilíneas, solenoides, etc.) y las fuerzas que ejercen los campos sobre otras cargas o corrientes en su seno, en particular, los movimientos de cargas en campos eléctricos y magnéti- cos uniformes. Así mismo, pretende valorar si se conocen y manejan algunas aplicaciones del magnetismo: electroi- manes, motores, instrumentos de medida, movimiento del haz de electrones del tubo de TV, etcétera:
7. Explicar la producción de corriente mediante variaciones del flujo magnético y algunos aspectos de la síntesis de Maxwell como la predicción y producción de ondas electromagnéticas y la integración de la óptica en el electromagnetismo.
Se trata de evaluar la comprensión de la inducción electromagnética, es decir, de la producción de campos eléctricos mediante campos magnéticos variables, y su inversa, la producción de campos magnéticos mediante cam- pos eléctricos variables, en resumen, la producción de campos electromagnéticos. También se valora el conocimiento del gran desarrollo científico y técnico que todo ello implicó: la producción de energía eléctrica, su transporte, la pro- ducción de ondas electromagnéticas y sus múltiples aplicaciones.
8. Valorar críticamente las mejoras que producen algunas aplicaciones relevantes de los conocimien- tos científicos y los costes medioambientales que conllevan.
Se pretende con este criterio conocer si los estudiantes saben argumentar (ayudándose de hechos, recurrien- do a un número de datos adecuado, buscando los pros y los contras, atendiendo a las razones de otros, etc.), sobre las mejoras y los problemas que se producen en las aplicaciones de conocimientos científicos como son: la utilización de distintas fuentes para obtener energía eléctrica, el empleo de las sustancias radiactivas en medicina, la energía de fisión y de fusión en la fabricación de armas, etcétera.
9. Utilizar los principios de la relatividad para explicar una serie de fenómenos: dilatación del tiempo, contracción de la longitud y equivalencia masa-energía.
Se trata de comprobar si los estudiantes comprenden que la física clásica no puede explicar una serie de fenó- menos (p. ej., existencia de una velocidad límite, incumplimiento del principio de relatividad de Galileo por la luz) lo que obliga a introducir los postulados de la relatividad especial de Einstein, que permiten explicarlos y además, reali- zar nuevas predicciones.
10. Explicar con las leyes cuánticas una serie de experiencias de las que no pudo dar cuenta la física clásica, como el efecto fotoeléctrico, los espectros discontinuos, la difracción de electrones.
Este criterio intenta evaluar si se comprende que estas experiencias muestran que los fotones, electrones, etc., no son ni ondas ni partículas clásicas, sino objetos nuevos con un comportamiento nuevo, el comportamiento cuántico, y que para describirlo hacen falta nuevas leyes, como las ecuaciones de la energía de Planck, el momento de De Broglie, las relaciones de indeterminación, etcétera.
11. Aplicar la equivalencia masa-energía a la determinación de la energía de ligadura de los núcleos, y el principio de conservación de la energía a las reacciones nucleares y a la radiactividad.
Este criterio trata de comprobar si los estudiantes comprenden la necesidad de una nueva interacción para justificar la estabilidad de los núcleos, determinándola a partir de las energías de enlace, y los procesos energéticos vinculados con la radiactividad y reacciones nucleares. Así mismo, si son capaces de aplicar estos conocimientos a temas de gran interés como la contaminación radiactiva, las bombas y reactores nucleares, los isótopos y sus aplica- ciones, o el mundo de las partículas elementales.