miércoles, 21 de julio de 2010

Modelos en la ciencia

Modelos en la ciencia.



Se habla de modelo, cuando se hace referencia a un modo arbitrario de representar la realidad de un objeto o proceso, para poder realizar un estudio teórico y leyes usuales. Así un modelo es una representación particular e incompleta de un sistema.



Los modelos siempre han tenido un papel importante en el proceso de pensamiento científico y han permitido la explicación de un gran número de fenómenos en todas las áreas, además el uso de los modelos esta tan conectado a nuestro pensamiento que en ocasiones no estamos conscientes de su empleo y de la diferencia entre los modelos y los sistemas reales. Por ello es necesario que se valore su aplicación en la física, que se enfatice la evolución del mismo y la importancia de que un nuevo modelo deben ir más allá del modelo anterior.


Actividad 1. Modelos en la ciencia

En equipos de dos personas responda las preguntas; puede consultar la web si lo cree necesario, de ser así proporcione la (s) referencia(s) electrónica(s) consultada(s).

  1. ¿Qué es un modelo en física?
  2. ¿Cuál es la importancia de los modelos en la ciencia?

    Nota: No olvide anotar el nombre de los participantes

Actividad 2. Discusión sobre la existencia del átomo

En equipos de trabajo de 4 personas, discuta sobre la existe del átomo, responda la pregunta: ¿Cuáles evidencias conoce sobre la existencia del átomo?. El resultado de la discusión se colocará en el blog.




Modelos atómicos en bachillerato: El descubrimiento del electrón: "En la siguiente página encontrará un video sobre el descubrimiento del electrón http://www.youtube.com/watch?v=i9xMrNDHWts&feature=related"


27 comentarios:

  1. ACTIVIDA 1

    1. Modelo en la ciencia
    Es resultado del proceso de generar una representación abstracta, conceptual, gráfica o visual (ver, por ejemplo: mapa conceptual), física, matemática, de fenómenos, sistemas o procesos a fin de analizar, describir, explicar, simular - en general, explorar, controlar y predecir- esos fenómenos o procesos. Se considera que la creación de un modelo es una parte esencial de toda actividad científica.

    Modelo en la Fìsica

    Es una representación o copia -generalmente a escala, ya sea mayor o menor- de algún objeto de interés y que permite su examinacion en diferente circunstancias (ver Maqueta y Prototipo). La escala no es necesariamente la misma en todos los ejes. (por ejemplo, en modelados topográficos a veces se utilizan diferentes escalas verticales y horizontales).

    2. Importancia de los modelos en la ciencia es
    En la práctica, diferentes ramas o disciplinas científicas tienen sus propias ideas y normas acerca de tipos específicos de modelos (ver, por ejemplo: teoría de modelos). Sin embargo, y en general, todos siguen los Principios del modelado.

    Para hacer un modelo es necesario plantear una serie de hipótesis, de manera que lo que se quiere representar esté suficientemente plasmado en la idealización, aunque también se busca, normalmente, que sea lo bastante sencillo como para poder ser manipulado y estudiado.

    Profesor Luis Gerardo Jimènez Sandoval
    Profesor Miguel Sànchez Rojas




    http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_cient%C3%ADfico

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  2. Modelo físico es la representación de un fenómeno natural que nos permite explicar, reproducir y hacer predicciones de su comportamiento.

    La importancia del modelo es que podemos reproducir el fenómeno controlando ciertas variables y poder explicar nuevas situaciones a partir del modelo.

    Juan Josè Espinosa Rivera
    Javier Padilla Robles

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  3. 1. ¿Qué es un modelo en física?
    Es una construcción teórica que trata de reproducir el comportamiento de aspectos de un sistema físico más complejo.

    2. ¿Cuál es la importancia de los modelos en la ciencia?
    Nos permite explicar y predecir el comportamiento de un sistema bajo circunstancias diversas. Existen varios tipos de modelos como: el Hamiltoniano (idealiza el sistema), modelo físico práctico, modelo matemático y modelo analógico.
    Sin embargo, si no está basado en una descripción fundamentalmente correcta se espera que el modelo presente fallas fuera del campo de su aplicación.
    Referencias en la WWW consultadas el 26/07/2010.
    http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsico
    Bonilla Salazar Ayax
    Mena Monroy Ricardo Alberto

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  4. Modelos en Fìsica:
    Es una representacìòn de un fenòmeno o proceso que lo explica o lo describe lo màs apegado a la realidad. Pueden ser ecuaciones matemàticas, esquemas, maquetas, enunciados descriptivos, etc.

    Importancia:
    Con ellos podemos explicar, comprender, predecir, prevenir, controlar y analizar el comportamiento del fenòmeno, sobre todo en los casos que no es posible estudiar fìsicamente.

    Profesores: Claudia Selene Salinas
    Catalino Flores Rojas

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  5. 1.- Es una construcción teórica o un montaje que trata de reproducir y describir el comportamiento de algunos aspectos de un sistema físico. (Referencia. http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_f%C3%ADsico; julio 26, 2010.)

    2.- Para explicar, predecir, visualizar el comportamiento de un sistema físico y lograr la comprensión del mismo.

    NOMBRES:
    Guadalupe Guzmán Flores.
    Luis Pedraza García.
    José Hernández Valadez.

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  6. 1.Es una representación que nos sirve para explicar un fenómeno.

    2. Son importantes porque nos sirven para explicar un hecho o acontecimiento en la naturaleza

    Ana Laura Ibarra Mercado
    Maritza López Recillas

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  7. Actividad 1.

    1. Un modelo en fìsica es una representación de un fenómeno. Esta representación debe explicar el por qué ocurre y predecir que sucede con él si cambian ciertas condiciones.
    2. La importancia de los modelos en la ciencia es que permiten comprender a primera instancia un fenómeno y con el teniendo conocimientos más detallados del mismo, lo que permite un mayor entendimiento del universo en que vivimos.

    Ma. Esther Rodríguez Vite
    José Luis Villarreal Aguirre

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  8. Evidencias de la existencia del átomo
    • Mostrándoles fotografías de microscopía electrónica de barrido-
    • Videos y appelts donde se muestran las partículas.
    • Mediante experimentos sencillos de estática y experimento de rayos catódicos.
    • Electrólisis y síntesis del agua.

    Guadalupe Guzmán Flores.
    Luis Pedraza.
    José Hernández Valadez.

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  9. Juan José Espinosa Rivera

    Realizo con mis alumnos el experimento de la medición del grosor de la capa monomolecular, conocido el volumen y área de un cilindro se puede inferir la altura.

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  10. ACTIVIDAD 2

    ¿Cuáles evidencias conoce sobre la existencia del átomo?

    1. En el experimento de J.J. Thompson que mostro la existencia del electròn

    2- El Experimento de Millikan que determinò la carga del electròn

    3. EXPERIMENTO DE Rutherford en la existencia del nucleo y la carga positiva

    4. La definiciòn del segundo,como la duración de 9,192,631,770 períodos de
    radiación de la transición entre dos niveles del cesio-133 en el estado base a
    una temperatura de 0 K, con velocidad cero.

    es.wiktionary.org/wiki/segundo

    PROFESORES Luis Gerardo Jimènez Sandoval
    Miguel Sànchez Rojas

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  11. Las evidencias de la existencia del átomo, son las interacciones entre partículas, las cuales poseen masa y carga, un ejemplo de ello son las auroras boreales, en donde los destellos de colores, se deben a los choques de partículas
    Ana Laura Ibarra Mercado
    Maritza López Recillas

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  12. Actividad 2. Discusión sobre la existencia del átomo
    ¿Cuáles evidencias conoce sobre la existencia del átomo?
    1. Al existir materia forzosamente existe algo que la conforme.
    2. Evidencia de interacción entre pequeñas partículas que conforman la materia. Experimento de Rutherford.
    3. Observaciones en microscopios electrónicos (Cámara de burbujas) de trayectorias de movimiento de partículas pequeñas.
    Profesores
    Bonilla Salazar Ayax
    Mena Monroy Ricardo

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  13. Actividad 2.

    Consideramos que no pueden haber evidencias directas de la existencia del átomo; sin embargo, si pueden existir evidencias indirectas, como en el caso de los éxitos obtenidos por los químicos en el siglo XIX, con la ley de las proporciones constantes y la ley de la proporciones múltiples y la tabla períódica de los elementos, que lograron explicar la formación de los distintos compuestos químicos.

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  14. Actividad 3

    1- ¿Cuàles son las consecuencias del experimento de Rutherford?

    Entre las consecuencias que dejo el experimento de Rutherford, podemos estableer
    a) El àtomo tiene muchos espacios vacìos.
    b) Debido a las desviaciones de los proyectiles (partìculas Alfa), se puede inferir
    de manera indiecta la existencia de una parte central,masiva y cargada electricamente
    c) Con esta evidencia experimental,era necesario cambiar el modelo propuesto por Thompson

    2- ¿Como llego a determinar el tamaño del nucleo?

    Usando las ideas de la mecànica clàsica, con las colisiones (en funciòn del nùmero de colisiones)
    y las Fuerzas elècricas.

    3. ¿Cuàl es la importancia de los mediciones indirectas?

    En ocasiones no es posible medir caracteristicas fisicas,y mediante el analìsis de resultados
    se puede determinar algunas de ellas ( microscopicas y macroscopicas)

    Profesores
    Luis Gerardo Jimènez Sandoval
    Miguel Sànchez Rojas

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  15. Experimento de Rutherford
    Consecuencias del experimento: Debido a que se da cuenta que los rayos alpha en algunas partes de la placa rebotan y en la mayor parte la atraviesan, concluye que debe existir un gran espacio vacío y casi toda la masa concentrada en un núcleo positivo, acabando con el concepto de continuidad.
    Determinación del tamaño del átomo: Si podemos controlar el área del haz y con la relación de las partículas que rebotan y las que pasan sin alteración se puede relacionar el área del núcleo entre el área del haz.
    En algunos experimentos no existe la posibilidad de hacer medidas directas por lo que la única opción es la medición indirecta.
    Claudia Selene Salinas
    Catalino Flores R

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  16. 1. ¿Cuáles son las consecuencias del experimento de Rutherford?.

    a) que en el átomo existe un gran espacio vacio.
    b) que existe una región muy pequeña donde se concentra la masa del átomo, a la que se le dió el nombre de núcleo atómico.
    c) la carga del núcleo atómico es positiva.
    d) que el modelo de Thomson no explica dicho experimento.

    2. ¿Cómo se determinó el tamaño del núcleo?

    Se aplicó la mecánica clásica, en particular, lo relativo a las colisiones. Cuando una partícula alfa se dirige al núcleo atómico con un parámetro de impacto cero, su energía cinética va disminuyendo conforme se acerca al blanco, debido a la repulsión eléctrica; cuando dicha energía llega a cero significa que se transformo en energía potencial eléctrica y de esta condición se determina el tamaño del núcleo atómico.

    3. ¿Cual es la importancia de las medidas indirectas?

    Las medidas indirectas son de gran importancia en física, particularmente en lo relativo a los átomos, ya que la mayoría de las veces no se pueden hacer mediciones directas, esto es, comparando directamente con la unidad patrón de alguna magnitud física de interés.

    Ma. Esther Rodríguez Vite
    José Luis Villarreal Aguirre

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  17. Una medida indirecta es la determinación de la edad del Universo, en el marco de la Teoría del Big Bang, considerando la ley encontrada por Hubble que establece que: las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad proporcional a su distancia. Una vez conocida la constante de proporcionalidad (constante de Hubble)se puede determinar el tiempo transcurrido en el que ocurrió la gran explosión.

    José Luis Villarreal Aguirre

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  18. Cuando se quiere medir la altura de un árbol de una manera indirecta, se miden, en mismo momento, las sombras del árbol y la de un objeto vertical de altura conocida y se aplica la relación de proporcionalidad entre lados de dos triángulos semejantes. De aquí se despeja la altura del árbol.

    Ma. Esther Rodríguez Vite

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  19. Determinación de la aceleración de la gravedad "g", utilizando un péndulo simple.

    Montamos un péndulo largo (sobre 1 m) para que, al oscilar con una amplitud apreciable, el ángulo no pase de 15º ya que por debajo de este valor el movimiento es armónico simple y se cumple la ley del péndulo cuya fórmula vamos a aplicar.
    Contamos el tiempo que tarda en dar 10 oscilaciones y lo dividimos entre 10 para hallar el período.
    Con una cinta métrica graduada medimos la longitud del péndulo desde la posición de oscilación hasta el centro de la bola de acero que tiene colgada.
    La fórmula es g = 4 (pi)(pi)l/(T*T)

    o
    Al utilizar un anemómetro sabemos que la velocidad de rotación del eje de la hélice es proporcional a la velocidad del viento, por lo que si medimos esta velocidad de rotación, podremos hacer una tabla de calibración directamente en unidades de velocidad del viento en metros por segundo (m/seg) o kilómetros por hora (Km/h) etc..

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  20. Comentario de Jorge y Maribel

    Explica:
    1. La estabilidad del àtomo al decir que cada electròn tiene su orbita definida.
    2. Con la ecuaciòn de Bohr se puede tambien demostrar la naturaleza de las lìneas infrarrojas (Pfund) y la ultravioleta (Lyman)
    3. La energìa de ionizaciòn de àtomos llamados hidrogenoides como H 1+ y Litio 2+ cuyos iones poseen la misma estructura que el àtomo de H(1electron en la periferia)

    No explica:
    1. El acomodo de electrones alrededor del nùcleo para àtomos con nùmeros àtomicos elevados (despùes de litio).

    Consecuencias:
    Logra explicar el espectro de emisiòn del hidrògeno.

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  21. Actividad 2

    ¿Què explica el modelo de Bohr?

    Explica los espectros discretos, de los que ya se tenìa conocimiento.

    Bajo los postulados de Bohr:
    Se puede expllicar las lineas espectrales de Balmer

    Se establece un modelo matemàtico que determina el radio posible de los electrones,
    asi como su energìa (la cual esta cunatizada)

    Una vez determinadas las órbitas posibles (radios), se puede calcular la enegía emitida
    al pasar de una órbita a otra. En concordancia con los valores experimentales ya conocidos

    Este modelo se uso para explicar el comportamiento del átomo de Hidrógeno.

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  22. 1.- Consecuencias del modelo atómico de Bohr.
    La cuantización de las órbitas como consecuencia de la cuantización del momento angular.
    La teoría electromagnética clásica no es aplicable a escalas atómicas.

    2.- ¿Qué explica y qué no explica?
    Explica el espectro del H
    Explica la estabilidad del átomo
    Explica la emisión de energía en forma de luz, cuando un átomo es excitado.
    No explica los espectros de elementos distintos a H.
    No explica dobletes y tripletes en los espectros.

    3.- Diferencia con los modelos anteriores.
    Es la primera vez que se cuantiza la materia.
    Establece órbitas circulares en donde localiza a los electrones.

    Nombres:
    Guadalupe Guzmán Flores
    Luis Pedraza García
    José Hernández Valadez

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  23. Actividad 5.

    Aportaciones del modelo atómico de Bohr.

    1. Postula la cuantización de las òrbitas de movimiento de los electrones. Con esto da
    solución a la inestabilidad del átomo de Rutherford.

    2. Que la emisión de radiación solo ocurre cuando un electrón pasa de un nivel de mayor energía a otro de menor y que la frecuencia de ella es proporcional a la diferencia entre las energías señaladas.

    3. Con su modelo logra explicar el espectro atómico del hidrógeno.

    Ma. Esther Rodríguez Vite
    José Luis Villarreal Aguirre

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  24. Juan José Espinosa Rivera
    Javier Padilla Robles

    El modelo de Bohr explica la aparición de los espectros de emisión ya que se entiende que si un electrón “brinca” de un nivel a otro, entonces emitirá o absorberá una cantidad determinada de energía. Explica (postula) por qué el electrón NO CAE al ser atraído por los protones del núcleo. Por lo que el hidrógeno está cuantizado en la energía, radio, velocidad etcétera.

    No explica otros átomos porque electrones de un mismo nivel energético tienen distinta cantidad de energía, supone que hay subniveles.

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  25. Comentario de Jorge y Maribel

    El experimento pone en evidencia la naturaleza dual de las partìculas en virtud de que en su movimiento tienen asociado un comportamiento ondulatorio. La finalidad de utilzar una rejilla fue mostrar la anlogìa en su comportamiento cuando se trata de partìculas en estado lìquido que cuando son aisladas.
    Al utilizar la doble rejilla se encontrò que en la pantalla se mostraron multiples lìneas muy similares a las que se observan en los espectros de emisiòn.

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  26. El video nos pareció muy divertido, ilustrativo e interesesante la forma que maneja el experimento de la doble rendija. Porque plantea que la interferencia, que se consideraba exclusiva de las ondas, también la presentan los electrones aunque en ciertas circunstancias, de lo que se concluye que las partículas también pueden tener un comportamiento ondulatorio.

    Ma. Esther Rodríguez Vite
    José Luis Villarreal Aguirre

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  27. - Es complicado y se puede prestar a confusión si no se tiene suficiente información acerca de la dualidad de la materia, ya que en el momento en que se explica que el electrón se comporta como onda en el video se observa que el electrón se divide en dos.
    - Es un buen experimento para observar la dualidad onda partícula del electrón.
    Nombres:
    Guadalupe Guzmán Flores
    Luis Pedraza García
    José Hernández Valadez

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