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ASIGNATURA: FISICA C

Código: 15-220 Régimen: Cuatrimestral Horas reloj semanales: 5 (cinco) Horas reloj totales: 80 Horas teóricas: 40 Horas prácticas: 32 Horas de laboratorio: 8 Carrera: Química Año: 2016 FUNDAMENTOS: En la asignatura se propone el estudio de los fenómenos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos. Desde una perspectiva histórica se evidencia la evolución del conocimiento físico desde la acción a distancia hasta la teoría de campos, dando cuenta su carácter modélico y provisional. Se aborda el estudio del núcleo atómico (isótopos estables e isótopos radiactivos) y las tecnologías derivadas. Se describen los fundamentos físicos y el instrumental de técnicas imprescindibles para el ejercicio profesional de bioquímicos, farmacéuticos y químicos: electroforesis y espectrometría de masas. Se introduce la biofísica de la membrana celular y de la conducción nerviosa. Por la naturaleza de la disciplina, para construir significados compartidos, los estudiantes y los profesores recurren a diferentes sistemas representacionales: lenguaje natural, expresiones matemáticas y representaciones gráficas. Esto resulta un aporte significativo a la formación en las titulaciones en ciencia y tecnología. El carácter experimental de la Física impone que a lo largo de la asignatura se realicen actividades experimentales, que están íntimamente relacionadas con la práctica profesional. Esto contribuye al entendimiento del lugar central que ocupa el experimento en los métodos de las ciencias naturales y del proceso de trasferencia tecnológica que hace que este conocimiento de lugar a tecnología cotidiana en la industria o en la clínica. Los contenidos desarrollados resultan imprescindibles para la comprensión de otras áreas del conocimiento que conforman asignaturas en la correspondiente Escuela: Fisicoquímica, Fisiología, Química Orgánica, Química Analítica, Química Analítica Instrumental, Radioquímica entre otras. OBJETIVOS:    

Interpretar y describir aspectos de la naturaleza como fenómenos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos. Reconocer la importancia de los procesos de trasferencia tecnológica. Describir el instrumental y las técnicas que se fundamentan en el movimiento de cargas en un campo eléctrico y magnético e identificar sus potenciales usos y limitaciones en el ejercicio profesional. Comprender principios básicos de la biofísica de la membrana celular y de la conducción nerviosa humana.

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Discernir el lugar preponderante que ocupa el experimento en los métodos de las ciencias naturales, pudiendo analizar y diseñar actividades experimentales. Dominar diferentes sistemas representacionales: matemático y gráfico. Resolver problemas contextualizados en el campo del ejercicio profesional. Operar y montar circuitos electroforéticos. Analizar las variables involucradas en espectrometría de masas. Realizar trabajo colaborativo. Debatir con los profesores y compañero argumentando su posición. Apreciar la disciplina comprendiendo que hace a su formación básica y es auxiliar a su titulación.

CONTENIDOS MÍNIMOS: Unidad I: Unidad II: Unidad III: Unidad IV: Unidad V: Unidad VI: Unidad VII: Unidad VIII:

Electrostática I: Cargas, fuerza y campos eléctricos. Electrostática II: Potencial eléctrico, energía y capacitancia. Electrodinámica. Electroforesis. Magnetismo. Espectrometría de masas. Electromagnetismo. Física moderna: Núcleo atómico.

PROGRAMA ANALITICO: Unidad I: Electrostática I: Cargas, fuerzas y campos eléctricos. Carga eléctrica. Cuantización de la carga. Conductores, semiconductores y aislantes. Ley de Coulomb. Sistema de unidades. Líneas de fuerzas. Campo eléctrico. Carácter vectorial. Teorema de Gauss para campos eléctricos. Unidad II: Electrostática II: Potencial eléctrico, energía y capacitancia. Energía potencial eléctrica y diferencia de potencial eléctrico. Superficies equipotenciales y campo eléctrico. Representación gráfica. Propiedad de los dieléctricos. Dipolos. Constante dieléctrica. Capacitancia. Combinaciones de capacitores en serie y en paralelo. Energía almacenada en un capacitor. Biofísica de la membrana celular. Unidad III: Electrodinámica. Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Resistencia. Combinaciones de resistencias en serie y en paralelo. FEM. Circuitos de corriente continua. Potencia en circuitos eléctricos. Diagramas de circuitos y símbolos. Reglas de Kirchoff. Contador hematológico. Carga y descarga de un condensador. El desfibrilador cardíaco. Biofísica de la conducción nerviosa: potencial de reposo y potencial de acción. El impulso nervioso. Unidad IV: Electroforesis. Migración de cargas en un campo eléctrico. Fuerza eléctrica, fuerza resistiva. Movilidad electroforética. Factores que afectan la movilidad electroforética. Variables experimentales. Punto

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isoeléctrico. Efecto Joule. Soportes. Efecto electroendosmótico. Movilidad de anfolitos y pH. Equipamiento. Reveladores. Electroforesis en papel y gel de agarosa. Proteinograma. Electroforesis de hemoglobina, inmunoelectroforesis, PAGE. Isoelectroenfoque. Electroforesis capilar. Unidad V: Magnetismo. Imanes y polos magnéticos. Campo magnético. Fuerza magnética. Representación vectorial. Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. Fuerza magnética sobre un conductor con intensidad de corriente. Campo magnético de una carga en movimiento. Ley de Biot-Savart. Campo magnético de un conductor con intensidad de corriente. Campo magnético de una espira, solenoide, toroide. Ley de Ampere. Electroimanes. Parlantes y micrófonos. Unidad VI: Espectrómetro de masas. Espectrómetro de masas. Selector de velocidades. Fuente de electrones. Impacto de electrones. Analizador de masas. Relación masa-carga. Espectros de masas moleculares. Unidad VII: Electromagnetismo. Experimentos de inducción. Flujo magnético. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Generador eléctrico. FEM de movimiento. Corriente alterna. Transformadores y transporte de energía eléctrica. Ecuaciones de Maxwell y la onda electromagnética. Generación de una onda electromagnética. Unidad VIII: Física moderna: núcleo atómico. Propiedades de los núcleos. Teoría estándar. Energía de enlace. Estabilidad nuclear y radiactividad. Isótopos estables e isótopos radiactivos. Radiactividad natural. Decaimiento alfa, decaimiento beta, decaimiento gamma. Captura electrónica. Antimateria. Formación de pares. Leyes de la conservación. Actividad, vida media. Usos de los isótopos estables y radiactivos en la medicina. Radiofarmacia. Diagnóstico no invasivo de Helicobacter pylori por medio del empleo de isótopos estables. TEP (Tomografía por emisión de positrones). TRABAJOS PRACTICOS A REALIZAR: Práctica Nº1: - Electroforesis: Determinación de la movilidad electroforética de los aminoácidos lisina y ácido aspártico. Análisis de las variables experimentales que afectan la distancia recorrida por una molécula cargada cuando es sometida a un campo eléctrico. Práctica Nº2: - Espectrometría de masa: Análisis de las variables experimentales en la determinación y cuantificación de la relación masa/carga. METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE: Se recurrirá a diferentes estrategias: exposición dialogada, resolución de ejercicios, resolución de situaciones problemáticas en pequeños grupos, demostraciones, actividades experimentales simples realizadas en pequeños grupos y actividades experimentales de laboratorio. Se requerirá a los estudiantes la realización de informes de las actividades realizadas en el laboratorio, esta tarea será tutorada. Se contará con materiales didácticos especialmente diseñados: guía de actividades experimentales

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simples, guía de laboratorio y guía de ejercicios y problemas. Se utilizará un aula virtual que apoyará la enseñanza presencial y contará con material audiovisual, simulaciones, foros de intercambio y actividades de autoevaluación. EVALUACIÓN: Se evaluará al alumno mediante dos exámenes parciales escritos. Condición promocional: La materia es de carácter promocional, dicha instancia se obtiene cumpliendo los siguientes requisitos: Se deberá contar con el 75% de asistencia a clases, haber aprobado los dos informes de laboratorio y tener aprobados los dos exámenes parciales sumando entre las calificaciones de los mismos como mínimo 14 (catorce) . En este caso sólo se concurrirá al examen final con el propósito de asentar la nota en el acta respectiva. En el caso de los estudiantes de la Escuela de Química se requerirá la aprobación del 75% de las actividades correspondiente a las 4 clases adicionales. Condición regular: La regularidad de la signatura se obtiene por el cumplimiento de las siguientes condiciones: 75% de asistencia a clase, aprobación de dos exámenes parciales escritos cuya suma de las calificaciones sea menos a 14 (catorce) o más, pudiendo recuperar un examen. Los alumnos en condición de regular deberán rendir Examen final. El examen final comprenderá la totalidad de los contenidos del programa analítico, tendrá carácter teórico práctico y será escrito. Los estudiantes libres deberán aprobar un examen final para luego ser evaluados oralmente en mesa de al menos dos profesores.

CRONOGRAMA: CLASE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

CONTENIDOS Unidad I Unidad II Unidad II Unidad III Unidad III Unidad IV PRÁCTICA 1: ELECTROFORESIS 1° PARCIAL Unidad V Unidad VII Unidad VIII Unidad VIII Unidad VI PRÁCTICA 2: ESPECTROMETRÍA

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DE MASA 2° PARCIAL Recuperatorio de un examen parcial. Firma de promoción y regularidad académica.

BIBLIOGRAFÍA BASICA: -

WILSON, J.D. - BUFFA, A. J. LOU, B.: Física. México. Pearson Education. 2007. SERWAY, R. - JEWETT, J.: Física para ciencias e ingeniería. México. Cengage Learning. 2015. YOUNG, H. D. - FREEDMAN, R.: Sears Zemansky. Física Universitaria. México. Pearson Education. 2009. SKOOG, D. A. - HOLLER. J. CROUNCH, S. Principios de análisis instrumental. México. Cengage Learning. 2008.

BIBLIOGRAFIA DE CONSULTA: -

KANE, J. W. - STERNHEIM, M. M. Física. Barcelona. Editorial Reverté. 2010. MIKKELSEN, S.R. – CORTÓN, E.: Química bioanalítica. Métodos y teoría analítica para el laboratorio de biología molecular, farmacia y bioquímica. Buenos Aires. Eudeba. 2011. Farmacopea argentina séptima edición (consultado 03 de junio de 2016). http://www.anmat.gov.ar/webanmat/fna/pfds/Farmacopea_Argentina_2013_Ed.7.pdf

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