Principales hallazgos y propuestas teórico-conceptuales de la Física en la actualidad

 

Moléculas ultrafrías

Aunque los físicos han estado enfriando átomos a una fracción por encima del cero absoluto durante más de 30 años, y las primeras moléculas diatómicas ultrafrías aparecieron a mediados de la década de 2000, la revista destaca que los equipos de la USTC y Harvard han obtenido este año muestras de moléculas triatómicas de sodio y potasio a 220 nK e hidróxido de sodio a 110 µK, respectivamente.

 

Observando el tetraneutrón

Compuesto por cuatro neutrones, el tetraneutrón fue observado en la fábrica de haces de iones radiactivos del Centro RIKEN Nishina en Japón.

La primera observación del tetraneutrón demostró que existe materia nuclear sin carga, aunque solo sea por un tiempo muy breve, suficiente para situar a los neutrones por encima del umbral de un descubrimiento en física de partículas.

Generación de electricidad súper eficiente

Esta distinción destaca la construcción en el MIT de una celda termofotovoltaica (TPV) con una eficiencia de más del 40%, que es el primer motor térmico de estado sólido que convierte la luz infrarroja en energía eléctrica de manera más eficiente que un generador de turbina, y puede operar con una amplia gama de posibles fuentes de calor.

El dispositivo podría convertirse en un componente importante de una red eléctrica más limpia y ecológica, y en un complemento de las células solares fotovoltaicas de luz visible, según la citada revista.

Primera terapia de protones FLASH en humanos

Esta distinción se refiere al primer ensayo clínico de radioterapia FLASH y al primer uso en humanos de la terapia de protones FLASH.
La radioterapia FLASH es una técnica de tratamiento emergente en la que la radiación se administra a tasas de dosis ultraaltas, un enfoque que se cree protege el tejido sano y al mismo tiempo destruye las células cancerosas de manera efectiva.
El uso de protones para administrar la radiación de tasa de dosis ultra alta permitirá el tratamiento de tumores ubicados en el interior del cuerpo.

 Perfeccionamiento de la transmisión y absorción de la luz

Esta distinción se refiere a la creación de una estructura antirreflectante que permite una transmisión perfecta a través de medios complejos, desarrollada por un equipo dirigido la Universidad Técnica de Viena y la Universidad de Rennes en Francia.

También distingue un "anti-láser" desarrollado por Universidad Hebrea de Jerusalén en Israel, que permite que cualquier material absorba toda la luz desde una amplia gama de ángulos.
La primera estructura elimina por completo los reflejos y hace que el objeto sea translúcido a todas las ondas de luz entrantes. La segunda consiste en un conjunto de espejos y lentes, que atrapa la luz entrante dentro de una cavidad permitiendo una absorción de luz casi perfecta.

Avance de la energía de fusión

Los físicos que trabajan en la Instalación Nacional de Ignición (NIF): lograron recrear la energía nuclear de fusión, que es el proceso que alimenta al Sol y otras estrellas. Lo hicieron usando un láser muy potente para calentar y comprimir una pequeña cantidad de hidrógeno, que es el elemento más ligero del universo. Al hacerlo, consiguieron que dos átomos de hidrógeno se fusionaran y formaran un átomo más pesado, liberando mucha energía. Esto abre la posibilidad de usar la fusión nuclear como una fuente de energía limpia, segura y casi ilimitada en el futuro.

El arseniuro de boro cúbico es un semiconductor líder

Dos grupos, uno de Estados Unidos y otro de China, realizaron experimentos que revelaron que las regiones pequeñas y puras de este material tienen una conductividad térmica y una movilidad de huecos mucho más altas que los semiconductores como el silicio, sobre el que se ha construido la electrónica moderna. Ambos equipos acercan un paso más el uso práctico del arseniuro de boro cúbico.

Referencias bibliográficas:

 

Levante (Diciembre  2022). Los hitos más importantes de la Física en 2022. Recuperado de: https://www.levante-emv.com/tendencias21/2022/12/23/10-hitos-importantes-fisica-2022-80013805.html

El periódico (Diciembre 2023). Los mejores avances de la Física en 2023. Recuperado de https://www.elperiodico.com/es/tendencias-21/20231218/10-mejores-avances-fisica-2023-95978481

Bitácora de actualización disciplinar Física: Avance 1

Aplicaciones y plataformas para la enseñanza de Física

 

En la actualidad existe una gran cantidad de plataformas y aplicaciones gratuitas disponibles para la enseñanza de la unidad de aprendizaje de Física, las cuales contribuyen a generar aprendizajes significativos mediante la generación de ambiente de aprendizajes amigables y adecuados para las características de nuestros estudiantes, mediante ejercicios prácticos,  simulaciones, videos instructivos y paneles de aprendizajes personalizados. 

A continuación se muestran las principales plataformas y aplicaciones para la enseñanza de Física.

Fisicalab

Fisicalab es una plataforma diseñada para el aprendizaje y la enseñanza de Física o Matemáticas, con contenidos, ejercicios, retos y herramientas de inteligencia artificial para ayudarte a descifrar y explicar el funcionamiento de nuestro mundo y nuestra tecnología. Con simulaciones, animaciones e ilustraciones explicativas integradas.

 Los contenidos de la web se encuentran estructurados por niveles, lo que te permitirá encontrar el tema que buscas, adaptado al nivel que necesitas.

Destinatarios: Alumnado, Profesorado

Etapa/Cursos: III - ESO, IV - Bachillerato

Áreas/materias: Matemáticas, Física y Química

Autor: Gregorio Coronado y José Luis Fernández

Licencia de uso: © Todos los derechos reservados

Link: https://www.fisicalab.com/

 

Khan academy

Khan Academy es una plataforma que ofrece ejercicios de práctica, videos instructivos y un panel de aprendizaje personalizado que permite a los estudiantes aprender a su propio ritmo, dentro y fuera del salón de clases.

Fue creada el 16 de septiembre de 2006 por Salman Khan, egresado del Instituto de Tecnología de Massachusetts y de la Universidad de Harvard.

Destinatarios: Alumnado, Profesorado

Etapa/Cursos: Primaria-Bachillerato

Áreas/materias: Matemáticas, Física, Química

Otros contenidos: Economía, Biología, Historia.

Autor: Salman Khan

Licencia de uso: Gratuita

Link: https://es.khanacademy.org/

 

Calculadoras de Física

 

Es una aplicación para aprender física desde tu teléfono celular. Con ella, podrás dominar los conceptos físicos desde la comodidad de tu móvil y sin complicaciones.

Esta destacada herramienta te sumerge en el fascinante mundo de la física, proporcionando calculadoras especializadas que abordan problemas de cinemática, dinámica, energía y más. También podrás realizar cálculos de densidad, velocidad por tiempo y distancia, explorar leyes fundamentales como la de Charles o la de Coulomb, incluso realizar conversiones de unidades.

 

Destinatarios: Alumnado, Profesorado

Etapa/Cursos: Primaria-Bachillerato

Áreas/materias: Matemáticas, Física,

Licencia de uso: Gratuita 

Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.undercode.physicscalculators&pli=1

 

Educaplus

Educaplus es un sitio creado por el profesor de Física y Química Jesús Peñas Cano. Contiene interesantes recursos interactivos flash que pueden ser utilizados en las clases de Física, Química, Matemática, Biología, Ciencias de la Tierra, Educación Artística y Tecnología. Además contiene un conjunto de proyectos educativos relacionados con la ciencia. Todos los trabajos están desarrollados con detalle y podemos estudiar la tabla periódica, qué es el clima, cómo son las moléculas, qué es la cinemática o cuáles son las propiedades de la luz.

 

Etapa/Cursos: 1º Bachillerato,

Áreas/materias: Física, Química, Biología

Autor: Jesús Peñas Cano

Licencia de uso: © Todos los derechos reservados

Link: https://www.educaplus.org/games/fisica

 

Phet simulaciones interactivas: es una  página de simulaciones de conceptos científicos y matemáticos ha sido desarrollada por la Universidad de Colorado en Boulder. No solo contiene simulaciones de Física, sino de otras áreas como Biología y Química. Los applets interactivos están muy bien logrados, son fáciles de usar y vienen con una descripción, los temas con los que se relacionan y los objetivos de aprendizaje.

Entre las áreas de Física en las que puedes indagar están movimiento, trabajo, energía y potencia, calor y termoelectricidad, luz y radiación, y electricidad. Algunos de los conceptos son pre-universitarios, así que pueden servir incluso para que desempolves tus conocimientos.

Etapa/Cursos: 1º Bachillerato, Universidad

Áreas/materias: Física, Química, Biología

Autor: Universidad de Colorado  

Licencia de uso: Libre

Link: https://phet.colorado.edu/es/simulations/filter?subjects=physics&sort=alpha

Referencias bibliográfica:

 Gobierno de Canarias (S.F.) Física. Recursos educativos digitales. Recuperado de: https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoescuela/recursosdigitales/tag/fisica/

Mc Graw Hill (23 Marzo de 2023). La ciencia en acción, herramientas innobadoras para la enseñanza de Física y Química. Recuperado de: https://www.mheducation.es/blog/la-ciencia-en-accion-herramientas-innovadoras

Universidad nacional de Costa Rica (S.F.) Las mejores app para aprender Física. Recuperado de: https://ensedeciencia.com/2021/08/06/las-mejores-apps-para-aprender-fisica-de-una-manera-facil-y-sencilla/

 

Vinculaciones académicas entre la disciplina de Física y el departamento de Ciencias Naturales

 

El departamento de ciencias naturales esta compuesto por las disciplinas de Física, Química, Biología, en el presente trabajo se realiza una análisis de las principales vinculaciones académicas de estas tres unidades de aprendizaje, entre las cuales sobre salen el pensamiento científico, las competencias genéricas y disciplinares, los saberes teóricos, prácticos y el método científico. A continuación se muestran las principales vinculaciones. 

Vinculaciones académicas entre la disciplina de Física y las disciplinas del departamento de Ciencias Naturales 

Pensamiento científico:

Se vincula en las tres disciplinas mencionadas ya que ellas busca explicar los fenómenos naturales y sociales aplicando modelos, principios y teorías básicas de las ciencias, tomando en consideración sus implicaciones y relaciones causales. Aplica procedimientos de la ciencia matemática, para interpretar y resolver problemas en actividades de la vida cotidiana y laboral.

Método científico:

Este método se aplica en todas las disciplinas de este departamento con la finalidad de establecer relaciones entre hechos para enunciar leyes y teorías que expliquen y fundamenten el funcionamiento del mundo. Es un sistema riguroso que cuenta con una serie de pasos y cuyo fin es generar conocimiento científico a través de la comprobación empírica de fenómenos y hechos. En el método científico se utiliza la observación para proponer una hipótesis que luego se intenta comprobar a través de la experimentación.

Competencias genéricas:

De acuerdo al programa de estudios, las tres unidades de aprendizaje comparten una vinculación en las siguientes competencias genéricas:

CG 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

CG 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

CG 5.2. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

CG 5.3. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

CG 5.4. Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.

CG 5.5. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

CG 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

CG 6.3. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.

Competencias específicas

El departamento de ciencias naturales logra generar una vinculación entre sus disciplinas, a través de las siguientes competencias específicas 

• Interpreta datos sobre diferentes tipos de movimiento, procedentes de observaciones y mediciones en espacios pertinentes (laboratorio, aula, espacios abiertos), para resolver problemas y predecir las consecuencias de los fenómenos de la naturaleza.

• Elabora proyectos de indagación y experimentación de fenómenos físicos, relacionados con distintos tipos de movimiento y sus causas.

• Valora el impacto de los aportes de la ciencia y la tecnología, y sus efectos en el entorno.

 Saberes teóricos

• Desarrollo de proyectos para la solución de problemas científicos relacionados con su contexto

•Comprender el papel de la ciencia en la vida cotidiana.

•Análisis de fenómenos físicos, químicos y biológicos.

Saberes prácticos:

• Búsqueda y procesamiento de la información

• Manejo del equipo e instrumentos de laboratorio

•Experimenta diversos procesos, a través de técnicas de trabajo de campo y laboratorio

•Ordena información de acuerdo a categorías jerarquías y relaciones.

• Realiza mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio

Referencias bibliográficas:

 

Khan Academy (S.F.). El método científico. Recuperado de: https://es.khanacademy.org/science/biology/intro-to-biology/science-of-biology/a/the-science-of-biology

 

SEMS (Abril 2015). Ciencias Naturales y de la salud.  Recuperado de: https://www.sems.udg.mx/sites/default/files/BGC/TaesActualizadas/naturales_y_salud_con_anexo_v03.pdf

 

Características que definen al campo disciplinar de Física

 

Física: (del latín physica, y este del griego antiguo φυσικός physikós «natural, relativo a la naturaleza»)​ es la ciencia natural que estudia la naturaleza de los componentes y fenómenos más fundamentales del Universo como lo son la energía, la materia, la fuerza, el movimiento, el espacio-tiempo, las magnitudes físicas, las propiedades físicas y las interacciones.

Características que definen el campo disciplinar de la Física

• La física es una ciencia empírica, lo que significa que se basa en observaciones y experimentos para validar o refutar teorías y leyes.
• La física utiliza una amplia variedad de herramientas y técnicas para hacer mediciones y observaciones precisas, como dispositivos de medida, telescopios y aceleradores de partículas
• La física se basa en el uso de modelos y teorías para explicar los fenómenos naturales. Estos modelos deben ser consistentes con los datos observaciones y deben ser capaces de predecir el comportamiento de los sistemas físicos.
• La física se divide en diferentes ramas, cada una de las cuales se centra en un conjunto específico de fenómenos y leyes. Algunas de las ramas de la física incluyen la mecánica clásica, la termodinámica, la electromagnetismo y la relatividad.
• La física se basa en leyes y principios fundamentales, como la ley de la conservación de la energía y el principio de la inercia. Estos principios son universales y se aplican a todos los sistemas físicos, independientemente de su tamaño o escala.
• La física se utiliza para entender y predecir el comportamiento de los sistemas físicos en una amplia variedad de condiciones. Por ejemplo, los físicos pueden utilizar la teoría de la relatividad para entender cómo el tiempo y el espacio se distorsionan en el espacio-tiempo curvado.
• La física tiene importantes aplicaciones prácticas en una amplia variedad de campos, como la ingeniería, la medicina y la tecnología. Los hallazgos de la física han permitido el desarrollo de muchas tecnologías clave, como la electricidad, la informática y los dispositivos médicos.

Principales diferencias de la física con otras ciencias

·      La física es la ciencia que estudia la naturaleza y las leyes del universo

·      La física tiene mayor vinculación con las matemáticas que otras ciencias

·      La Física analiza y estudia hasta el nivel subatómico.

·      La física estudia las propiedades de la materia y la energía

·      Estudia fenómenos desde las partículas hasta las galaxias

·      Determina las leyes que rigen al universo

Referencias bibliográficas 

Escuela de Física (S.F.) Efis Universidad de Costa Rica. Recuperado de https://www.fisica.ucr.ac.cr/?q=es/node/27

 

González Pérez Mario (7 febrero 2023). “La física teórica, la física experimental y la física computacional”. Recuperado de: https://www.uaeh.edu.mx/divulgacion-ciencia/fisicas/

 

Universidad autónoma del estado de México (S.F.) “Física”. Recuperado de: http://web.uaemex.mx/fciencias/CrdFisica/Physikos.html