Física - Módulo 1

Primer módulo

Documento de Núcleos de Aprendizaje Prioritarios

Los NAP de Física apuntan a comprender fenómenos asociados con las fuentes de energía y con los fenómenos de escala mediana, micro y astronómica. Paralelamente se espera que los estudiantes puedan comprender los conceptos básicos de la física moderna asociada a ciertos instrumentos que funcionan de acuerdo a las nuevas teorías.

Esta comprensión, a su vez, debe ir acompañada de una contextualización histórica de la construcción del conocimiento en física.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, en este primer módulo abordamos el problema del aprovechamiento de la energía solar, la marcha de rayos y la naturaleza de la luz. En este último punto será de interés comprender que la luz visible es un tipo de onda electromagnética y así asimilar los fenómenos de la óptica con los de los demás rangos de radiación del espectro electromagnético.

Propuesta didáctica

1. Leer el texto literario Gulliver y el trabajo científico. Los viajes de Gulliver, cap. 3, tercera parte (verificar el texto y Horacio lo captura)

2. Luego de la lectura del texto se pueden plantear las siguientes preguntas movilizadoras que le permitirá conocer la interpretación del texto e información previa que los estudiantes tienen:

a) ¿Qué interpretan cuando se dice: rayos de sol? ¿Existen los rayos?

b) ¿Pueden explicar sintéticamente qué es el sol?

c) ¿Es posible obtener rayos de sol a partir de los alimentos?

d) ¿Qué intuición motiva esta pregunta en el científico del relato?

3. Generar un debate en el que primordialmente los estudiantes puedan expresar si están de acuerdo o no con la posible empresa planteada por el científico del relato . A través de esta instancia, se buscará promover la discusión acerca de los distintos contenidos involucrados en los NAP, los cuales se plantean a continuación:

a) Que analicen la factibilidad en la tarea de obtener rayos de sol a partir de los alimentos.

Algunas respuestas posibles por parte de los alumnos podrían ser:

- irreversibilidad de algunos de los procesos,

- naturaleza de la luz solar, que no es el alimento el que recibe los rayos del sol sino otras partes de la planta,

- que los rayos de sol están ahí pero no será posible verlos porque cortando y cortando el alimento no se llega a ver porque es muy pequeño y ni siquiera se verían con microscopio.

Teniendo en cuenta las respuestas de los alumnos se sugiere trabajar con las siguientes actividades:

a- Debatir acerca de cuáles son las ideas que tienen acerca la naturaleza de la luz. Que los estudiantes indiquen los argumentos en los que basan sus ideas.

b- Sugiere qué aspectos del comportamiento de la luz podemos analizar para decidir si se trata de onda o partícula. Cuáles son los fenómenos que cabe esperar según cada una de las concepciones.

b) Cuáles serían las observaciones y experimentos que se podrían hacer para decidir sobre estas cuestiones. En esta propuesta se podría señalar por ejemplo:

- la fotosíntesis,

- la existencia de la radiación,

- la transmisión de la radiación desde el sol hasta la Tierra,

- la transformación de energía radiante en energía interna,…

Contenidos a ser abordados: Descomposición de la luz, espectro electromagnético, luz fosforescente (luz mala), radiaciones no visibles, ultravioleta, infrarrojos, rayos X, rayos gama,

c) En qué cambia nuestro conocimiento actual del que se manejaba en el contexto del relato (ficticio y el histórico del autor). Respuestas posibles:

- avance del conocimiento y avance tecnológico,

- descubrimiento de tipos de radiación,

- tipos de partículas,

- tipo de transmisión del calor (convección, radiación, conducción),

- concentración de rayos (espejos cóncavos),

- absorción de radiación por la atmósfera (capa de ozono),

- absorción de la radiación por el terreno, efecto invernadero, ...

d) ¿En qué medida los resultados de los experimentos son concluyentes o dan pistas para decidir sobre la posibilidad o imposibilidad de lo que nos estamos planteando? Respuestas posibles:

- los experimentos verifican que algo es posible (verificación, corroboración y refutación),

- los experimentos no son concluyentes pero dan buenas razones (inducción, apoyo empírico),

- los experimentos no hacen diferencia en cuanto a lo que se plantean los científicos (papel de los datos en la elección de teorías).

e) ¿Qué concepción de científico se expresa en el relato respecto a su relación con el resto de los científicos y con el resto de la sociedad? Respuestas posibles:

- ciencia como actividad objetiva, aislada, no dependiente del contexto social,

- ciencia como una actividad social más, (temas de ciencia y tecnología en las sociedades y sus contextos),

- científico como persona especial,

- científicos como preocupados por problemas desconectados de los problemas de la sociedad, consideraciones acerca de quiénes financian la ciencia, … f) Compara los conocimientos acerca de cómo se alimentaban las plantas propuesto en el relato con los conocimientos de hoy.

- ¿Qué conceptos acerca de la radiación solar, espectro electromagnético y naturaleza de la luz manejamos hoy en comparación con los de esa época? - La energía almacenada en los alimentos en qué energías se puede transformar y a través de qué procesos para que podamos caminar, respirar, etc.

- Busca similitudes de los procesos de transformación de energía en los organismos vivos (células, etc.) con los que tienen lugar en aplicaciones de tecnología.

Actividades

Observar el micro cosmos: el microscopio

Recursos

Los rayos luminosos (Licencia de YouTube estándar)

Historia de la luz

La luz a través de la Historia I. De los griegos a Newton (Licencia de YouTube estándar)

La luz a través de la historia, II el siglo de las ondas (Licencia de YouTube estándar)

La luz a través de la historia III, la dualidad onda corpúsculo (Licencia de YouTube estándar)

Espectro electromagnético y productos tecnológicos

Así funciona: el GPS

Así funciona: el microondas

Así funciona: el televisor LCD

Juegos

Juego simulador de rayos. A través del juego se pueden abordar las leyes de reflexión de la luz:

Simulador de rayos