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Limitaciones de la física clásica

OBJETIVOS

Poner de manifiesto las limitaciones de la física clásica en la interpretación de ciertos fenómenos relacionados con la luz y las partículas atómicas.

Sentar las bases conceptuales y matemáticas para interpretar la relatividad restringida y las consecuencias que se derivan de sus postulados básicos. Será la base para el estudio y comprensión, en un curso posterior más especializado, de la teoría general de la relatividad.

UBICACION

Se ubicará en el 2° curso de bachillerato de la asignatura de Física, en el bloque temático de “Elementos de Física Relativista”, adaptando el nivel conceptual a la diversificación del grupo.

TEMPORALIZACION

Puede exponerse el tema en un periodo de 6 horas, para la explicación exhaustiva y detallada y un periodo de al menos 2 horas para la resolución de problemas numéricos.

METODOLOGIA

Tema eminentemente teórico y muy conceptual. Debe explicarse exhaustiva y pausadamente en clase, aclarando los conceptos mediante el planteamiento teórico de situaciones ideales (experimentos ideales) que permitan aplicar y explicar la teoría.

Fenómenos tan ilógicos como la contracción del espacio, dilatación del tiempo, materialización de la energía, relatividad de la velocidad, alteración de la simultaneidad, etc. requieren un enorme esfuerzo intelectual, no sólo por el complejo desarrollo mate- mático, sino por la dificultad de interpretación debido a la falta de modelos naturales adecuados. Sólo la explicación clara y concisa del profesor ilustrada con abundante ejemplos teóricos o reales ayudarán al alumno a hacerse una idea de la extensión, complejidad y consecuencias de la teoría restringida de la relatividad.

CONTENIDOS MINIMOS

Relatividad newtoniana. Leyes de Newton. Sistema de referencia inercial. Transformaciones de Galileo. Sistema inercial absoluto: el éter.

Postulados de la relatividad especial.

Transformaciones de Lorentz-Einstein (sin demostración). Relatividad de la longitud (cualitativo).

Relatividad del tiempo (cualitativo). Concepto de simultaneidad. Variación de la masa con velocidad (cualitativo).

Energía cinética relativista (cualitativo). Relación Masa-Energía. Interpretación. Idea de la relatividad general.

MATERIALES Y RECURSOS DIDÁCTICOS

Libros de consulta (ver bibliografía) y apuntes de las explicaciones del Profesor.

Colección de problemas cuidadosamente escogidos y recopilados, relacionados con las distintas cuestiones del tema.

EVALUACIÓN

Ejercicio escrito sobre cuestiones fundamentales del tema y conceptos básicos relacionados con la teoría de relatividad y sus consecuencias.

Prueba escrita de opción múltiple, con preguntas de varias respuestas, en las que el alumno se obligue a razonar ante variadas situaciones.