guía de estudio nanotecnología y física cuántica

Nanotecnología y Física CuánticaNanotecnología y Física Cuántica

NivelaciónA c a d é m i c a

Ciencias Naturales: Física Química

Guía de Estudio

© De la presente edición

Colección:GUÍAS DE ESTUDIO - NIVELACÍON ACADÉMICA

DOCUMENTO:Unidad de FormaciónNanotecnología y Física Cuánti caDocumento de Trabajo

Coordinación:Dirección General de Formación de MaestrosNivelación Académica

Como citar este documento:Ministerio de Educación (2016). Guía de Estudio: Unidad de Formación “Nanotecnología y Física Cuánti ca”, Equipo Nivelación Académica, La Paz Bolivia.

LA VENTA DE ESTE DOCUMENTO ESTÁ PROHIBIDADenuncie al vendedor a la Dirección General de Formación de Maestros, Telf. 2912840 - 2912841

NivelaciónAcadémic a

Nanotecnología y Física Cuántica


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ESFM: .....................................................................................................................................................................................................

Centro Tutorial: .....................................................................................................................................................................................................

Puntaje

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Índice

Presentación .................................................................................................................... 7Estrategia Formati va ........................................................................................................ 8Objeti vo Holísti co de la Unidad de Formación .............................................................. 10Orientaciones para la Sesión Presencial ........................................................................ 11Materiales Educati vos .................................................................................................... 13Parti endo desde Nuestra Experiencia y el Contacto con la Realidad. ............................ 14

Tema 1: Nanotecnología ......................................................................................... 17Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 181. Introducción a la nanotecnología y nanociencia ...................................................... 182. Diferencias entre la micro y la nano escala .............................................................. 213. Nano herramientas ................................................................................................... 234. Nano - química ......................................................................................................... 245. Nano - biotecnología ................................................................................................ 256. Nano - electrónica .................................................................................................... 278. Aplicaciones de la nanotecnología .......................................................................... 30

Tema 2: Materiales Nanotecnológicos ..................................................................... 31Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 321. Estudio de los nanomateriales ................................................................................. 322. Síntesis de los nanomateriales ................................................................................. 343. Nanosistemas: Bott on up vs. Top - down ................................................................. 354. Nanoestructuras: caracterización y síntesis .............................................................. 365. Propiedades de los nanomateriales ......................................................................... 37

Tema 3: Mecánica Cuánti ca ..................................................................................... 39Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 401. Contexto histórico .................................................................................................... 40

2. Radiación electromagnéti ca ..................................................................................... 413. Inestabilidad de los átomos clásicos ......................................................................... 424. Interpretación de la mecánica cuánti ca a parti r de Bohr y Copenhague .................. 435. Relati vidad y la mecánica cuánti ca ........................................................................... 44

Tema 4 : Nanotecnología en la fí sica cuánti ca ........................................................... 45Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co ................. 461. Albert Einstein y la nanotecnología .......................................................................... 462. La fí sica y el mundo nanométrico ............................................................................. 463. Misterios de la fí sica cuánti ca y el nanomundo ........................................................ 484. Comportamiento de las partí culas en la luz ............................................................. 495. Experimento de la doble ranura o rejilla .................................................................. 50

Orientaciones para la Sesión de Concreción .................................................................. 51Orientaciones para la Sesión de Socialización ............................................................... 56Bibliografí a ..................................................................................................................... 57Anexo

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Presentación

El proceso de Nivelación Académica consti tuye una opción formati va dirigida a maestras y maestros sin perti nencia académica y segmentos de docentes que no han podido concluir dis-ti ntos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP. EL mismo ha sido diseñado desde una visión integral como respuesta a la complejidad y las necesidades de la transformación del Sistema Educati vo Plurinacional.

Esta opción formati va desarrollada bajo la estructura de las Escuelas Superiores de Formación de Maestras/os autorizados, consti tuye una de las realizaciones concretas de las políti cas de formación docente, arti culadas a la implementación y concreción del Modelo Educati vo Sociocomunitario Producti vo (MESCP), para incidir en la calidad de los procesos y resultados educati vos en el marco de la Revolución Educati va con ‘Revolución Docente’ en el horizonte de la Agenda Patrióti ca 2025.

En tal senti do, el proceso de Nivelación Académica contempla el desarrollo de Unidades de Formación especializadas, de acuerdo a la Malla Curricular concordante con las necesidades formati vas de los diferentes segmentos de parti cipantes que orientan la apropiación de los contenidos, enriquecen la prácti ca educati va y coadyuvan al mejoramiento del desempeño docente en la UE/CEA/CEE.

Para apoyar este proceso se ha previsto el trabajo a parti r de Guías de Estudio, Dossier Digital y otros recursos, los cuales son materiales de referencia básica para el desarrollo de las Unidades de Formación.

Las Guías de Estudio comprenden las orientaciones necesarias para las sesiones presenciales, de concreción y de socialización. En función a estas orientaciones, cada tutora o tutor debe enriquecer, regionalizar y contextualizar los contenidos y las acti vidades propuestas de acuerdo a su experiencia y a las necesidades específi cas de las y los parti cipantes.

Por todo lo señalado se espera que este material sea de apoyo efecti vo para un adecuado pro-ceso formati vo, tomando en cuenta los diferentes contextos de trabajo y los lineamientos de la transformación educati va en el Estado Plurinacional de Bolivia.

Roberto Iván Aguilar GómezMINISTRO DE EDUCACIÓN

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Estrategia Formativa

El proceso formati vo del Programa de Nivelación Académica se desarrolla a través de la moda-lidad semipresencial según calendario establecido para cada región o contexto, sin interrupción de las labores educati vas en las UE/CEA/CEEs.

Este proceso formati vo, toma en cuenta la formación, prácti ca educati va y expectati vas de las y los parti cipantes del programa; es decir, maestras y maestros del Sistema Educati vo Plurinacio-nal que no concluyeron diversos procesos formati vos en el marco del PROFOCOM-SEP y PPMI.

Las Unidades de Formación se desarrollarán a parti r de sesiones presenciales en periodos intensivos de descanso pedagógico, acti vidades de concreción que la y el parti cipante deberá trabajar en su prácti ca educati va y sesiones presenciales de evaluación en horarios alternos durante el descanso pedagógico. La carga horaria por Unidad de Formación comprende:

SESIONES PRESENCIALES

CONCRECIÓN EDUCATIVA

SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN

24 Hrs. 50 Hrs. 6 Hrs. 80 Hrs. X UF

FORMACIÓN EN LA PRÁCTICA

Estos tres momentos consisten en:

1er. MOMENTO (SESIONES PRESENCIALES). Parte de la experiencia coti diana de las y los par-ti cipantes, desde un proceso de refl exión de su prácti ca educati va.

A parti r del proceso de refl exión de la prácti ca de la y el parti cipante, la tutora o el tutor pro-mueve el diálogo con otros autores/teorías. Desde este diálogo de la y el parti cipante retroa-limenta sus conocimientos, refl exiona y realiza un análisis comparati vo para generar nuevos conocimientos desde su realidad.

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NANOTECNOLOGÍA Y FÍSICA CUÁNTICA

2do. MOMENTO (CONCRECIÓN EDUCATIVA). Durante el periodo de concreción de la y el parti cipante deberá poner en prácti ca con sus estudiantes o en su comunidad educati va lo trabajado (contenidos) durante las Sesiones Presenciales. Asimismo, en este periodo de la y el parti cipante deberá desarrollar procesos de autoformación a parti r de las orientaciones de la tutora o el tutor, de la Guía de Estudio y del Dossier Digital de la Unidad de Formación.

3er. MOMENTO (SESIÓN PRESENCIAL DE EVALUACIÓN). Se trabaja a parti r de la socialización de la experiencia vivida de la y el parti cipante (con documentación de respaldo); desde esta presentación de la tutora o el tutor deberá enriquecer y complementar los vacío y posterior-mente avaluar de forma integral la Unidad de Formación.

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Objetivo Holístico de la Unidad de Formación Una vez concluida la sesión presencial (24 horas académicas), la y el parti cipante deberá cons-truir el objeti vo holísti co de la presente Unidad de Formación, tomando en cuenta las cuatro dimensiones.

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Orientaciones para la Sesión Presencial

Dentro de cada guía que aborda una Unidad de Formación de la especialidad de Ciencias Naturales: Física - Química, se desarrollarán diferentes contenidos planteados a parti r de diversas acti vidades, las cuales permiti rán alcanzar el objeti vo del Proceso Formati vo.

Al inicio del desarrollo de la presente Guía de Estudio, encontrarás una acti vidad ti tulada “Parti endo desde el contacto con la realidad, experimentación y nuestra experiencia”, mediante la cual podremos reforzar tus saberes y conocimientos en relación a la Unidad de Formación.

La presente Unidad de Formación, por ser de carácter formati vo y evaluable, las y los parti cipantes trabajarán en la diversidad de acti vidades teóricas/prácti cas programadas para el desarrollo de las temáti cas. Durante el proceso de desarrollo de la presente guía deben remiti rse constantemente desde el principio hasta el fi nal, al material bibliográfi co (dossier) que se les ha proporcionado, puesto que, nos ayudará a tener una visión más amplia y clara de lo que se trabajará en toda la Unidad de Formación, programada para el siguiente conjunto de temáti cas:

• Nanotecnología

• Materiales Nanotecnológicos

• Mecánica Cuánti ca

• Nanotecnología en la Física Cuánti ca

Para las sesiones presenciales debe tomarse en cuenta dos aspectos:

1. La organización del Aula: Para comenzar el desarrollo del proceso formati vo, es fundamental considerar la organización del ambiente, de manera que sea un espacio propicio y adecua-do para el avance de las acti vidades planteadas. Tomando en cuenta el ti po de acti vidad o acti vidades que se realizarán durante la sesión.

2. Las acti vidades formati vas, considerando la profundización a parti r del diálogo con los au-tores y el apoyo bibliográfi co. Las acti vidades correspondientes a la Unidad de Formación “Nanotecnología y Física Cuánti ca”, que a lo largo de los contenidos irán desarrollándose de acuerdo a las consignas en cada una de ellas, ti enen relevancia a parti r de las siguientes tareas:

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GUÍA DE ESTUDIO

• Aplicación de las experiencias propias, pedagógicas en el contexto.

• Resolución de las acti vidades planifi cadas.

• Descripción y construcción de gráfi cos (dibujos).

• Análisis y profundización de lecturas.

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Materiales Educativos

El uso de los materiales y recursos educati vos son herramientas que apoyan el trabajo docente, que no sólo forman parte del proceso educati vo, sino también transmiten conocimientos, facilitando la comprensión de algunos contenidos, durante el desarrollo de la Unidad de Formación se uti lizarán los siguientes materiales:

Descripción del Material/recurso educati vo Producción de conocimientos

Documentos digitales

Fortalece de manera clara y refl exiva el desarro-llo de los conocimientos nuevos a trabajar, poder analizar las concepciones brindadas, además son prácti cos y de fácil consulta.

Material audiovisual

Facilita el poder llevar a la imaginación más allá de sólo teorizar, muestra la realidad de todo aquello que se busca conocer pero a veces no se puede tener de forma tangible, desarrolla del aprendizaje visual y auditi vo.

Material de escritorio (hojas, lápices, colores, plas-ti lina, etc.)

Desarrolla la capacidad interpretati va, ejecutando diversos trabajos, formando conocimientos pro-pios a parti r de lo aprendido, volviendo suyo el conocimiento y refl ejado en diversas acti vidades.

Contexto/lugares de la región Fortalecimiento del conocimiento a parti r de la observación y el análisis de la realidad.

Material casero de laboratorio (spray, vidrio, fuen-te, reacti vos, jeringa, gotero, etc.)

Opti mizará la realización de experiencias signifi ca-ti vas dentro del contenido de la Guía de Estudio.

Cámara fotográfi ca Almacenar información relevante como evidencias del trabajo realizado.

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Partiendo desde el Contacto con la Realidad, experimentación y experiencia.

La Nanotecnología es una ciencia joven que se encuentra aplicada en varios ámbitos, desde diversas perspecti vas; es decir, que está presente en la estructura de toda la materia que nos rodea.

En ese senti do se organizan equipos comunitarios de trabajo en función al número de parti ci-pantes, para salir a la comunidad y desarrollar la acti vidad “Palpando el macro y nanomundo”, cada equipo de trabajo debe recolectar diversos objetos o materia que encuentre a su alre-dedor, colocándolos dentro de una caja e intercambiar con otro equipo, una vez realizado el intercambio, cada parti cipante irá tocando lo que se encuentra al interior de la caja asignada, se debe llevar a cabo la acti vidad con los ojos vendados, interpretando lo que se ti ene mediante una sonda, que en este caso es la mano y una interacción que es el senti do del tacto, donde tratarán de identi fi car la forma, tamaño, textura, sustancia, etc., refl ejando los resultados por medio de dibujos y una descripción de lo que consideró haber tocado.

Objeto Descripción

Una vez que se realizaron los dibujos de cada parti cipante, compara los trabajos dentro del equipo comunitario y responde las siguientes preguntas:

¿Qué similitud se encuentra entre los resultados obtenidos dentro del equipo de trabajo comu-

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nitario? ¿Qué senti ste al tocar objetos que no podías ver? ¿La descripción realizada por medio de la sonda se podrá comparar con algún instrumento de análisis? ¿Cuál? ¿Por qué? ¿Qué fue todo lo que se pudo tocar dentro de la caja? ¿Las respuestas obtenidas mediante los gráfi cos coincidieron con lo que realmente se tenía dentro de la caja? ¿Cuán cerca estuviste de la des-cripción de los objetos reales?

Ahora realiza una recolección de piedras, de preferencia que sean porosas y de arena (lo más fi na posible) para desarrollar la acti vidad “Bases Hidrofóbicas”, donde se necesitará además:

• Agua

• Base de vidrio

• Fuente u otro recipiente

• Spray o aerosol transparente

• Desodorante en spray

• Cinta adhesiva

• Jeringa o gotero

Con todos los materiales, ahora sí, empieza a trabajar, tomando en cuenta las siguientes con-signas:

• Sobre la roca (de preferencia porosa), recubre la misma con el spray o aerosol, dejando que esta se adhiera por completo, una vez realizada esta acción, con la jeringa o gotero lleno de agua, deja caer gotas sobre ella, realiza esta aplicación por varias veces, observa lo que pasa y completa el siguiente cuadro:

Gráfi ca Observaciones Conclusiones

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GUÍA DE ESTUDIO

• Sobre la base de vidrio con la cinta adhesiva cubre un determinado sector en el espa-cio que desees y empieza a rociar el spray o aerosol transparente sobre el resto de la superfi cie, dejando secar una capa, luego aplica una capa de desodorante sobre toda la superfi cie del vidrio, una vez adherido ambos reti ra la cinta, para que con ayuda del gotero o la jeringa llena de agua dejes caer gotas sobre la superfi cie, una vez realizada esta acción mueve la base de vidrio y observa que sucede con la gota, deja caer varias gotas sobre disti ntas partes de la misma, también has que llegue al sector que se en-contraba cubierto con la cinta, anota los resultados obtenidos e indica por qué sucede tal fenómeno, explica la experiencia en función a la siguiente tabla:

Gráfi ca Observaciones Conclusiones

¿Qué sucede con la gota de agua en la superfi cie con las dos capas aplicadas?

¿Qué ocurre con la superfi cie que se encontraba cubierta con la cinta adhesiva?

¿Qué relación existe entre los dos ti pos de superfi cie del vidrio?

• Esparce la arena fi na sobre una superfi cie, agitando ligeramente para que se expanda de manera uniforme, luego aplica el spray o aerosol sobre ella, tratando de que llegue a toda la materia prima empleada, si consideras necesario aplica dos o tres capas, esperando que seque entre cada aplicación, en la fuente o recipiente vierte agua, posteriormente vacía la arena dentro de la misma, comprobando que se deposita dentro de la misma de forma extraña, como si no se mezclase con el agua, introduce la mano y siente ¿Qué es lo que sucedió? ¿Se encuentra mojada la arena? ¿Si viertes el contenido del recipiente, qué es lo que se observa? ¿Qué ti po de proceso se dio, fí sico o químico? Cómo consideras el suceso ocurrido ¿Magia o ciencia? ¿Por qué? ¿Alguna vez viste algo parecido?

Gráfi ca Conclusiones Explicaciones

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“El primer deber de un hombre de estos días, es ser un hombre de su ti empo.”

José Martí

Desde ya más de medio siglo se estudia la materia desde el punto de vista atómico y molecular, adoptando de esta manera un análisis a nanoescala de todo lo que se encuentra dentro del contexto; es decir, se aplican nuevas formas de poder describir diversas reacciones o fenóme-nos que se dan en diferentes circunstancias, considerando a la vez los avances tecnológicos y cientí fi cos que se pueden dar en benefi cio de todos los seres vivos.

De acuerdo al Programa de Estudio, la Nanotecnología se encuentra abordado en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida”, tomando en cuenta los niveles de estudio a la composición atómica de las disti ntas materias dentro de la Madre Tierra.

Las y los maestros de Física – Química, deben considerar las la relación tecnológica y cientí fi ca que se da en las diferentes escalas de estudio fí sico y químico, según el ti po de análisis que se desea realizar, las herramientas usadas para este ti po de trabajos, estudiando fundamentalmente las partí culas dentro de las sustancias, además la relación que se da con otras ciencias, debido a que se encuentra presente en diversos sucesos que se enfrenta en la actualidad buscando mejorar la calidad de procesos dentro de las disti ntas ramas, de esta manera podrán integrar diversas ciencias bajo una explicación desde un punto de vista cientí fi co y transformador.

Para las y los estudiantes, será de gran uti lidad comprender acerca de la micro, macro y nanoes-cala, logrando de esta manera disti nguir las disti ntas unidades de medidas aplicadas en diversos estudios, conocer de qué manera pueden identi fi car la composición atómica de la materia que se encuentra dentro del contexto, además dar la importancia necesaria a las partí culas que se encuentran dentro de los diversos sistemas nanotecnológicos, promoviendo dentro de la co-munidad la aplicación cientí fi ca, en función a la materia prima con la que se cuenta buscando implicaciones de la nanociencia y el progreso cientí fi co.

Tema 1Nanotecnología

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GUÍA DE ESTUDIO

Profundización a parti r del diálogo con los autores y el apoyo bibliográfi co

1. Introducción a la Nanotecnología y nanociencia

La Nanotecnología hace referencia a la habilidad de fabricar materiales y productos con una ópti ma precisión molecular; es decir, cada átomo se encuentra situada específi camente en una posición diseñada de antemano. Para entender de manera prácti ca el alcance que ha ido teniendo dentro de la sociedad y las expectati vas que se ti enen, observa el video “Nanotecno-logía Actualidad y Futuro” (00:01 – 10:01 min.) en el cual se da a conocer la interrelación que ti ene con las demás ciencias en el campo experimental, tomando en cuenta la estructura de las partí culas, en ese entendido, en los siguientes cuadro, realiza una descripción de la infl uencia que ti ene la Nanotecnología dentro de la sociedad, ambiente, tecnología.

Conociendo algo de la importancia del estudio de las partí culas “nano”, es necesario poder identi fi car una concepción de la misma, para ello se recomienda observar el video “¿Qué sabe-mos de…Nanotecnología?” (00:01 – 19:51 min.), donde se da pautas genéricas de experiencias realizadas en disti ntos campos.

De acuerdo a lo que el video explica, ¿qué sabías de la Nanotecnología? ¿Alguna vez observaste o realizaste alguna experiencia dentro de un laboratorio? Cuando te encuentras en contacto con el medio ambiente, ¿qué es lo que percibes, tomas alguna referencia para poder discriminar lo que ti enes a tu alrededor?

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La introducción de diversos productos nanotecnológicos al mercado trajo consigo alteraciones medio ambientales, pero a nivel mundial son varios los países que quieren incursionar dentro de este campo de producción, debido a que buscan mejorar la calidad de vida en la población. A conti nuación, revisa el libro (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nano-ciencia y Nanotecnología” (Pág. 19 – 28), en el cual se establece una defi nición sobre la Na-notecnología, como la acti vidad producti va que ti ene en la actualidad; a parti r de ello, elabora una sistemati zación conceptual, además cita ejemplos donde se haya aplicado esta ciencia.

En función a la lectura anterior, desarrolla las siguientes acti vidades propuestas:

Según la experiencia realizada por el doctor Frankenstein, si él hubiera uti lizado la Nanotec-nología, ¿qué modifi caciones hubiera realizado en la construcción del hombre? ¿Cuáles crees que hubieran sido los resultados obtenidos? ¿Cómo asumirías la construcción de un hombre, qué elementos hubieras considerado? Describe tus conclusiones al respecto.

Doctor Frankentein Mis conclusiones

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GUÍA DE ESTUDIO

Feynman, fue considerado el padre de la Nanotecnología debido a varios postulados que sos-tuvo, se vio dentro de esta ciencia una relación estrecha con la Química según el estudio de las partí culas atómicas que se tuvo, considerando fundamental el núcleo atómico, estudiando de esta forma el tamaño de los objetos; en ese entendido, elabora un esquema conceptual, a parti r del origen, signifi cado y relación entre los átomos.

Se acuña el término de nanociencia debido a la interacción que se ve entre lo nano y la tecnolo-gía; es decir, el estudio a escala dentro de los procesos de reacción de la materia, se considera la palabra “nano” como prefi jo a cualquier suceso donde intervenga la reacción de partí culas, a parti r de comprender un estudio minucioso de los mismos, donde se establece escalas de trabajo. En función a la lectura de los documentos (Quinti li, 2012) “Nanociencia y Nanotecno-logía…un mundo pequeño” (Pág. 125 – 145) y (Rossi, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología en el siglo XXI” (Pág. 1 – 7), completa el siguiente cuadro, conceptualizando cada uno de los tér-minos mencionados en el mismo y señala las característi cas que los relacionan, o las diferencias que existen entre ellos, además describe cuál es el impacto que ti ene dentro de las diversas

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ciencias, cita ejemplos en cada caso, ¿Consideras que la aplicación de la Nanotecnología es favorable? ¿Por qué?

Nanociencia Nanotecnología Escala

Relación:

Diferencias:

Aplicación:

2. Diferencias entre la micro y la nano escala

El manejo de la escala dentro de la ciencia, es de gran relevancia, puesto que se busca realizar trabajos con precisión; en ese senti do, para comprender a qué se refi ere las diferentes formas de medición, observa los videos “Microescala” (00:01 – 12:03 min.) y “Se dice en exactas: La Nano Escala ¿Qué esconde esa molécula?” (00:01 – 03:14 min.), en ambos materiales audio-visuales se describe la aplicación que se da en la industria y la forma de estudio que se lleva a cabo en función a las partí culas que componen la materia.

En ese entendido, elabora un diagrama de fl ujo de cada una, considerando sus unidades de medida, luego responde ¿qué relación o diferencia encuentras entre la micro y nano escala? ¿Alguna vez te percataste de este ti po de medidas, en que acti vidades las usaste? ¿Qué uni-dades conoces para el análisis dentro de un laboratorio? ¿Qué ejemplos puedes citar dentro de cada caso?

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GUÍA DE ESTUDIO

Es necesario poder establecer de manera concreta cada una de ellas, debido a que el trabajo en escala no sólo se da dentro de grandes laboratorios, sino también se aplica en acti vidades diarias. A conti nuación analiza la lectura (Salas & Otros, 2006) “Microescala en la Ciencia e Ingeniería de Materiales” (Pág. 2 – 5) y describe las unidades que se uti lizan dentro de ella, también la forma de técnicas que se uti lizan en la misma, el proceso de elaboración de mate-riales que se ejecuta por medio de la microescala en la materia prima.

Dentro de tu contexto elige cualquier materia prima, considera que se te es encomendada realizar la transformación primaria de la misma, buscando nuevas alternati vas de aplicación en benefi cio de la comunidad, ¿cómo realizarías este proceso de transformación? ¿Aplicarías la nanociencia en la ejecución, de qué manera?

Dentro del mundo nano se ti ene una infi nidad de elementos, establecida como una unidad relati vamente pequeña, en función a la lectura (A.A., s.f.) “Nano es pequeño y diferente” (Pág. 1 - 14), conceptualiza los términos de nanómetro, efectos cuánti cos, efectos nano en la natu-raleza, además, con los componentes que ti enes dentro de tu contexto clasifi ca la materia que consideres sea de ti po nano, indicando sus característi cas y por qué se encuentra dentro de este grupo escalar. Para el desarrollo de esta acti vidad, considera el siguiente espacio:

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Nanómetro Efectos Cuánti cos Efectos nano

Materia Medida aproximada Característi cas

3. Nano - herramientas

El trabajo que se realiza con las partí culas, se ejecuta por medio de herramientas diseñadas para ellas, es decir, los instrumentos con los que se cuenta se relacionan directamente con el ti po de sustancia a analizar, como por ejemplo para ver átomos de ti po nano se uti liza el mi-croscopio, que por medio de lentes de alta resolución permiten ampliar la escala de visibilidad, descubriendo de esta manera el nanomundo.

A conti nuación se sugiere dar lectura al documento (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 47 – 70), el cual te permiti rá desarrollar la siguiente acti vidad:

- El uso del microscopio y telescopio, permiti ó a la humanidad poder ver más allá de lo visi-ble a simple percepción, logrando observar de esta manera un mundo paralelo dentro de la realidad, conocido para algunos como un mundo micro - macroscópico, dentro de la lectura citada se analiza la uti lización del microscopio de ojo - mano en el “nanomundo”, considerando ambos elabora un diagrama de bloques para cada uno y en función a ello realiza una com-paración sobre su estructura, funcionalidad y desarrollo, de acuerdo a los siguiente cuadros:

La estructura de un microscopio ti ene mucha relación con la fí sica cuánti ca, debido a que se describe a la naturaleza en escala atómica, donde se ti ene varios modelos de microscopio en función al ti po de estudio que se desea realizar; en ese entendido, ¿qué similitud encuentra

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GUÍA DE ESTUDIO

entre los microscopios ópti co, electrónico, STM, AFM? ¿Cómo se manipula la materia mediante el uso del microscopio?

La aplicación de las herramientas en la Nanotecnología – Nanociencia, se establecen según diferentes ti pos de trabajo, técnicas, funciones, etc., entre las más aplicadas se ti ene la técnica litográfi ca, la “nanoelectrónica” y el “sincrotrón”, ¿Alguna vez escuchaste hablar de ellos? En base a la lectura ¿qué puedes decir de cada uno? ¿Dónde se aplica este ti po de herramientas, puedes indicar algunos ejemplos? ¿Existe alguna ‘nanoherramienta’ dentro de tu comunidad?

Dentro de la electrónica y otras ramas afi nes al trabajo con el fl ujo de partí culas, se uti lizó simuladores o “nanosimuldores”, según el estudio que se buscaba lograr, para entender este proceso, es necesario dar lectura al libro (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 175 – 188); a parti r de ello, elabora una descripción del texto en función a los elementos que intervienen en este trabajo, indicando a la vez los cálculos que deben ser aplicados en la simulación de partí culas.

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4. Nano - química

El estudio de la nano – química se atribuye al profesor Geoff rey Ozin, quien propuso la síntesis de los materiales de abajo hacia arriba, sobre cualquier escala de longitud de manera jerár-quica, uti lizando programaciones “nanomoleculares”, controlando la estructura que abarcan un amplio intervalo de escalas, caracterizando y racionalizando las propiedades de materiales “nanoestructurados”. Para conocer más sobre el tema, realiza la lectura (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 93 – 113), y describe la construcción de materiales por medio de las nanopartí culas, la química supraparti cular apli-cada desde el punto de vista cientí fi co, e indica ejemplos de su aplicación tomando en cuenta las máquinas moleculares que se uti lizan dentro este trabajo, explicando a la vez por medio de gráfi cos las formación de las “monocapas” en las “nanopartí culas”.

A parti r de la lectura (Veciana, s.f.) “Nanoquímica” (Pág. 155 – 164), completa la siguiente tabla, analizando si dentro de nuestro país se está incursionando este ti po de aplicaciones.

Avances Proyectos Tipo de Infraestructura necesaria

Salud:

Calidad de vida:

Seguridad:

Transporte:

Aplicación de la Nano - química en Bolivia

Aplicación Avances Proyectos

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GUÍA DE ESTUDIO

5. Nano - biotecnología

Las aplicaciones de ti po biológicas y bioquímicas dan como resultado el estudio de la “nano - biotecnología”, analizando elementos de la naturaleza para la fabricación de disti ntos dispo-siti vos, donde se incluye a las biomoléculas en las nanoestructuras. A conti nuación, en función a la lectura (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotec-nología” (Pág. 115 – 148), sinteti za la información sobre lo que es un virus, indicando en la misma su representación gráfi ca y sus componentes.

Por medio del análisis de la lectura propuesta, realiza en el siguiente cuadro la representación gráfi ca de las “nanocosas” dentro del espacio en el que vives, considera todos los elementos que se encuentran a tu alrededor.

A menudo la nano – biotecnología se encuentra estrechamente ligada a los avances médicos, por la complejidad de síntesis que presentan los compuestos de los medicamentos uti lizados en los seres vivos, pero también se integra con el estudio del nanocosmos, es decir, de las par-tí culas que se encuentran en el espacio. A conti nuación, a parti r de la lectura del documento (Rojo, s.f.) “Bionanotecnología y la nanotecnología: cómo aprovechar el microcosmos” (Pág. 1 – 10), donde se considera el avance cientí fi co a parti r de diversas moléculas aplicadas en be-nefi cio de la salud, como la interdisciplinariedad con otras ciencias, parti endo de estos nuevos conocimientos elabora una sistemati zación conceptual y gráfi ca de los sucesos más relevantes que van sucediendo a nivel mundial.

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6. Nano - electrónica

La formación de la mayoría de los dispositi vos electrónicos se ve infl uenciado por la organiza-ción de elementos microscópicos, pero de potente función y capacidad, siendo considerado en algunos casos toda la estructura del ser humano como una composición eléctrica por medio del fl ujo de las neuronas y transmisiones de las biomoléculas dentro del organismo, armados en placas funcionales por medio de resistencias o condensadores, defi niendo de esta manera la tecnología menos a 100 nm (nanómetro) de tamaño, con interacciones interatómicas basados en las propiedades mecánico – cuánti cas. Por ello, en base a la lectura (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 149 – 174), realiza un levantamiento de datos con todo lo que te relacionas a diario y menciona si en los objetos que manejas se encuentra la nano – electrónica, a parti r de ello, ¿cómo identi fi carías estas característi cas? ¿Alguna vez desarmaste alguno de estos objetos?

Objetos Característi cas

Sinteti za tus respuestas:

Actualmente nos encontramos dentro de un mundo basado en la tecnología, aplicada en diversas formas a nuestro contexto, ¿qué podrías decir acerca de la era electrónica? ¿Cómo se uti liza dentro de tu Unidad Educati va los aparatos tecnológicos? ¿De qué manera integrarías este con-tenido dentro del desarrollo curricular? ¿Qué consecuencia trae el uso de estos nanoproductos?

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GUÍA DE ESTUDIO

La integración de los circuitos se establece por medio de resistencia como lo explica Ohm, lo-grando que la generación eléctrica se pueda realizar tanto en serie como en paralelo, según la conexión necesaria para que pueda funcionar una placa eléctrica.

Realiza ahora una experiencia, con un control remoto o un celular, el cual deberás desarmar para poder observar la placa que posee y analizar los siguiente: ¿Cuál es el senti do lógico que obser-vas en la placa electrónica? Si pudieras elaborar un dispositi vo eléctrico, ¿cómo estructurarías las líneas eléctricas o conexiones dentro de la placa madre? ¿Es conveniente usar resistencias dentro de los circuitos eléctricos? ¿Por qué? Sistemati za tus respuestas en el siguiente cuadro:

Dentro de la nano – electrónica se ti ene semiconductores de moléculas híbridas; para compren-der acerca de las mismas, revisa la lectura (Casta, s.f.) “Nanoelectrónica electrónica molecular” (Pág. 81 – 94), y completa el siguiente cuadro, describiendo las característi cas más sobresalientes en cada caso, piensa ¿cómo elaboraría representaciones de estos semiconductores dentro mi Unidad Educati va?

Nanotubos de carbono Nanotubos semiconductores Interconectores

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7. Nano y sociedad

El nanomundo ha cobrado bastante fuerza dentro de la sociedad, teniendo de esta manera una nanosociedad, por medio de diversos avances que se fueron realizando, con la manipulación de partí culas según diferentes reacciones; en ese senti do, revisa la lectura (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 203 – 224) y completa el siguiente cuadro con los avances más sobresalientes en cada campo.

Arte Literatura Ciencia Moda Gastronomía

Dentro de la lectura anterior, qué interpretación te merece la expresión: “Hombre prevenido vale por dos”. Realiza un análisis críti co – cientí fi co y fundamenta tu comentario.

A conti nuación revisa las lecturas (Hernández, s.f.) “Breve estudio de las implicaciones sociales de la nano - ciencia y la nano – tecnología” (Pág. 1 – 17) y (Cheang, 2006) “Nanotecnología: ¿Hacia dónde nos llevará?” (Pág. 2 – 10), en función al contenido de los documentos, compara la realidad social que se vive dentro de tu comunidad y responde; ¿De qué manera se encuentra inmersa la Nanotecnología y en qué productos u objetos? ¿Qué piensas acerca de los avances tecnológicos dentro de los diversos campos de acción? ¿Cómo relacionas las nanotecnologías al desarrollar un contenido en tu Unidad Educati va? ¿Hacia dónde nos llevará la ciencia nano?

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GUÍA DE ESTUDIO

8. Aplicaciones de la Nanotecnología

Como se pudo analizar el mundo de la Nanotecnología se encuentra presente en casi todos los instrumentos que se encuentran a nuestro alrededor, aplicados de diferentes maneras, con disti ntas funcionalidades, buscando innovar la forma de vida de los seres vivos. A conti nuación revisa la lectura (Molins, 2008) “Oportunidades y Amenazas de la nanotecnología para la sa-lud, los alimentos, la agricultura y el ambiente” (Pág. 39 – 51), donde refl eja un panorama en función a los agentes que se encuentran relacionados con los seres vivos como los alimentos, el ambiente, la salud, etc., en ese entendido realiza una comparación entre lo que nos da a conocer el texto y la situación actual que dentro de tu comunidad.

Descripción del texto Situación actual

Toda innovación cientí fi ca en la historia de la humanidad, es considerada para algunos de ma-nera favorable y para otros no, conociendo ambos puntos de vista, ¿te encuentras a favor o en contra de la Nanotecnología? ¿Cómo describes los aportes que se hicieron desde esta ciencia? ¿Por qué? Si pudieras implementar una Nanotecnología dentro de tu Comunidad Educati va, ¿qué seria y por qué?

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Tema 2Materiales Nanotecnológicos

“Hay que tener la mente abierta. Pero no tanto como para que se te caiga el cerebro.”

Richard Feynman

La incidencia de la nanotecnología dentro de la sociedad, fue creciendo de manera paulati na, donde actualmente casi todas las personas cuentan con algún dispositi vo de ti po nano, siendo usado en algunos casos de manera correcta y en otros se volvieron parte del consumismo hu-mano, como es el caso de los celulares.

De acuerdo al Programa de Estudio, los materiales nanotecnológicos se abordará en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va, haciendo énfasis en el contenido “Funda-mentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida”, desde el punto de vista tecnológico aplicado a la producción de nano - objetos.

El desarrollo del presente tema permiti rá a las y los maestros de Física Química, relacionar la estructura de las implementaciones tecnológicas con las nanopartí culas modifi cadas, desde su síntesis de transformación considerando sistemas de trabajo ejecutados de manera conven-cional, caracterizando las mismas en función a la uti lidad o función que se les dará, integrando de esta forma el análisis de los objetos que se encuentran alrededor, aprovechando su función para poder desarrollar contenidos curriculares, además se apreciará las propiedades fi sicoquí-micas que poseen los mimos, los comportamientos que se generar a parti r de diversos agentes.

Para las y los estudiantes será relevante el conocer acerca de los materiales nanotecnológicos, debido a la funcionalidad que se les podrá dar conociendo sus característi cas, propiedades, además de esta manera se logrará identi fi car los nano – objetos que se ti ene dentro de la co-munidad, proponer también a parti r de la materia prima con la que se cuenta en el contexto, formas de transformas las mismas, buscando el aprovechamiento económico - tecnológico, fortaleciendo de esta manera la producción cientí fi ca – tecnológica, cuidando y preservando el medio ambiente.

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1. Estudio de los nanomateriales

Los nanomateriales son estructuras con unidades morfológicas más pequeñas a 1 micra, con-siderando el efecto de tamaño cuanto, en el cual las propiedades electrónicas de los sólidos se alteran por la reducción de las partí culas, alcanzando una nanoescala, se establece una clasi-fi cación de los mismos en función al estudio del carbono, según las característi cas y grupos de reacción en un análisis químico, en ese senti do el primer grupo a ser estudiado serán los fulle-renos, los cuales son la tercera forma molecular establecida del carbono. En función a la lectura del documento (Díaz, 2012) “Introducción a los Nanomateriales” (Pág. 10 – 18), caracteriza a este nanomaterial por medio de su representación gráfi ca mostrando la consti tución geomé-trica que ti ene e indica dónde se encuentra presente los mecanismos de reacción que posee.

Gráfi ca Presencia Característi cas Mecanismos

Los materiales reducidos a nanoescala en algunos casos llegan a mostrar propiedades disti ntas a la microescala, lo cual se explica por medio de la nanomecánica, interaccionando con los biomateriales. A parti r de la lectura del documento (Díaz, 2012) “Introducción a los Nanoma-teriales” (Pág. 18 - 35), en el cual se describe la estructura tubular cilíndrica de los nanotubos, cuyo diámetro es del tamaño de un nanómetro, como por ejemplo de silicio, nitruro, boro, pero son más usuales los de carbono.

Una vez analizado el texto, completa el siguiente cuadro y realiza propuestas de elaboración de nanotubos de carbono considerando los materiales con los que cuentas dentro de tu Unidad Educati va.

Gráfi ca Descubrimiento Reacciones Aplicaciones Propiedades

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El estudio de la química orgánica, se caracteriza por el análisis que se da al carbono, como ma-teria prima para todos los procesos orgánicos en el universo. En la lectura del libro (Díaz, 2012) “Introducción a los Nanomateriales” (Pág. 36 – 47), se toma en cuenta al grafeno o grafano como un nanomaterial; en función a ello, realiza una conceptualización del mismo, tomando en cuenta la relevancia que ti ene dentro del estudio del nanomundo.

Analizando la composición estructural del grafano ¿Consideras que es conductor o semicon-ductor eléctrico? ¿Cuál es la representación gráfi ca que se merece esta estructura desde tu punto de vista? ¿Por qué?

Según las propiedades fi sicoquímicas que presentan las diferentes partí culas que componen la materia se considera a los nanomateriales metálicos, dentro de la lectura del libro (Díaz, 2012) “Introducción a los Nanomateriales” (Pág. 48 - 62), se describe la forma funcional de reacción que poseen los mismos; en función a ellos, completa el siguiente cuadro indicando en cada caso un ejemplo aplicado dentro de la Nanociencia.

Puntos Cuánti cos Nanopartí culas metálicas

Aplicación Síntesis Modifi cación ciclodextrina

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Los dendrímeros son considerados parte de los polímeros, pero se diferencian en función a las moléculas que consti tuyen a los polímeros lineales ya que es probabilísti co, en cambio en los dendrímeros se ti ene una estructura marcada y defi nida, donde sus enlaces químicos son descritos con exacti tud. A conti nuación revisa el libro (Díaz, 2012) “Introducción a los Nanoma-teriales” (Pág. 63 - 68) y en función a un análisis del contenido, desarrolla el siguiente cuadro:

Propiedades Síntesis Aplicaciones

La aplicación de los nanoteriales es como una respuesta a la dinámica de fl ujo que poseen las partí culas, produciendo Nanotecnología en diversos fenómenos cuánti cos según la nanoescala aplicada, tomando en cuenta sus nanocapas y nanocompuestos, entendiendo la nanoestruc-tura de los diversos materiales descritos; a parti r de estas aclaraciones, realiza un diagrama de llave en función al contenido abordado, dando importancia al desarrollo comercial que ti enen a nivel mundial.

2. Síntesis de los nanomateriales

El análisis de los nanomateriales se desarrolla en función a la composición de sus nanopartí -culas, es decir se sinteti za por medio de procesos fi sicoquímicos y nucleares. En función a la lectura (Almanza & Otros, 2011) “Síntesis, caracterización y aplicaciones de nanomateriales en catálisis y polímeros” (Pág. 694 – 710), describe el proceso que se sigue para la síntesis de los materiales, luego elabora un diagrama de fl ujo considerando a cualquier nanomaterial explicado dentro de la lectura.

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3. Nanosistemas: Bott on up vs. Top - down

Los sistemas de producción de nanoelementos se manejaban en función a normas reguladas a nivel mundial, siendo estas universalizadas. Dentro de la lectura del documento (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, s.f.) “Nanociencia y Nanotecnología” (Pág. 34 – 46) se describe el proceso Bott on up vs. Top – down; en función a ello, realiza la explicación de cada uno, fundamentando su razón de ser, de acuerdo siguiente cuadro:

Proceso Bott on up Proceso Top - down

Considerando el diagrama de bloque propuesto en la lectura (A.A., s.f.) “Metodologías de diseño” (Pág. 1 – 12), realiza un diagrama de fl ujo para cada sistema en función a cualquier nanomaterial.

En función a los sistemas de producción de nanomateriales tecnológicos, realiza una propuesta con ambos métodos de una nanoestructura que consideres necesaria implementar dentro de tu Unidad Educati va.

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Ante tanto cambio dentro de la tecnología, ¿cómo podrías volverte una o un nanotecnólogo?

4. Nanoestructuras: caracterización y síntesis

Las nanoestructuras son consideradas la unión de nanopartí culas, que se encuentran en una escala menor de 100 nm, actualmente existen varios métodos de síntesis para las nanoestruc-turas, donde cada uno presenta ventajas y desventajas, según el tratamiento que siguen las partí culas, por disti ntas vías, como la condensación del vapor, la deformación mecánica, etc. Para comprender mejor acerca de los diferentes métodos de obtención de nanoestructuras, realiza la lectura (Abdala & Otros, 2010) “Materiales Nanoestructurados síntesis, caracterización y aplicaciones” (Pág. 6 – 14) y elabora una sinopsis caracterizando todo el proceso que sucede en función a las síntesis descritas en el texto.

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5. Propiedades de los nanomateriales

La uti lización de las nanoestructuras se da en las diversas ciencias, por no decir en su totalidad, siendo considerada el boom del momento dentro de la experimentación cientí fi ca, en este con-tenido se hará relevancia a las propiedades que poseen los nanomateriales; para ello trabaja en función de la lectura (A.A., s.f.) “Propiedades y aplicaciones de los nanomateriales” (Pág. 3 – 25), considerando en este apartado las propiedades eléctricas que poseen los nanomate-riales estructurados; en ese entendido, elabora una cuadro con todas las característi cas que consideres se aplican dentro del estudio de la nanotecnología, la importancia del fl ujo eléctrico en toda interacción que realizan las nanopartí culas.

Considerando la elaboración de baterías de liti o, ¿qué descripción puedes realizar sobre este proceso de síntesis eléctrico?

La atracción magnéti ca que se da entre la materia se debe a una reacción propia de todos los cuerpos en función a otro; es decir, como lo explica la fí sica cuánti ca, todo es relati vo en función a algo. A parti r de la lectura (A.A., s.f.) “Propiedades y aplicaciones de los nanomateriales” (Pág. 23 - 31), explica la forma de medición de las partí culas y el proceso que se sigue dentro de los gráfi cos dentro de los sistemas inerciales.

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El movimiento de las nanopartí culas se desarrolla en senti do mecánico como cualquier otro elemento, siguiendo un fl ujo direccionado, para entender este ti po de desplazamiento, lee (A.A., s.f.) “Propiedades y aplicaciones de los nanomateriales” (Pág. 32 – 40) y en función a ello, elabora un diagrama de bloques indicando el comportamiento de la partí cula en diversas situaciones.

Una de las propiedades de los nanomateriales es la acti vidad catalíti ca que poseen las nanopar-tí culas, es decir, se encuentra infl uenciado por el tamaño de la partí cula. A conti nuación revisa la lectura (A.A., s.f.) “Propiedades y aplicaciones de los nanomateriales” (Pág. 41 - 51), para luego describir los ti pos de catálisis que se dan considerando el ti po de átomos a ser catalizados, describiendo el proceso del oro y del dióxido de carbono.

En función a todo el contenido estudiado, analiza ¿De qué manera se contribuye o afecta el medio ambiente?

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Tema 3Mecánica Cuántica

“La mecánica cuánti ca describe la naturaleza como algo absurdo al senti do común. Pero concuerda ple-namente con las pruebas experimentales. Por lo tanto espero que ustedes puedan aceptar a la naturaleza tal

como es: absurda”

(Richard Feynman)

La mecánica cuánti ca describe las reacciones que se dan dentro de la naturaleza, por medio del intercambio de partí culas (electrón, protón, neutrón), considerando el intercambio que se produce cuando se relacionan con agentes externos a ellos, por medio de sistemas fí sicos, descritos mediante ecuaciones diferenciales, explicando de esta manera los espectros atómicos.

De acuerdo al Programa de Estudio, la mecánica cuánti ca se encuentra abordado en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su representación Cósmica y Fenomenológica”, incorporando la relati vidad dentro del mundo molecular de la materia.

En el desarrollo del contenido las y los maestros de Física - Química, podrán desarrollar de manera correcta la teoría cuánti ca de campos en espacio – ti empo, tomando en cuenta las interacciones que suceden por medio de las radiaciones, analizando a la vez la inestabilidad producida en los átomos debido a la anti materia generada en el espacio cósmico, además se describirá las concepciones cuánti cas según Bohr y Copenhague, integrando el estudio de la relati vidad con la mecánica cuánti ca, haciendo énfasis en la fenomenología de las partí culas elementales.

Las y los estudiantes podrán comprender acerca de los mecanismos cuánti cos sucedidos en la naturaleza, analizando los fenómenos que se suscitan dentro de su contexto, identi fi cando los ti pos de reacciones entre las diversas partí culas, justi fi cando de esta manera el paralelismo

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de sucesos dentro un mismo espacio y ti empo, además de la interpretación de los diferentes postulados respecto a la mecánica cuánti ca, tomando como punto de parti da al átomo como base estructural de la organización de la materia comprendida en el medio ambiente.

El estudio de la mecánica cuánti ca se encuentra estrechamente relacionada como la relati vidad, indicando los efectos que llegan a suceder a parti r de la integración de la fuerza del nucleón, desarrollando el contenido del tema en base a la estructura atómica cuánti ca de una partí cula.


1. Contexto histórico

Dentro del estudio de la Física, la Mecánica Cuánti ca es una de las ramas de mayor extensión, que fue formulada a principios del siglo XX considerada desde la teoría relati vista de Albert Einstein, donde se da vital importancia al estudio de la radioacti vidad, analizando las vibracio-nes microscópicas que se dieron según emisiones térmicas. Para entender mejor acerca del proceso histórico por el cual atravesó esta ciencia, a conti nuación revisa la lectura (Montoya, s.f.) “Conceptos Históricos de la Mecánica Cuánti ca” (Pág. 1 – 18), donde se reconoce la im-portancia de la estabilidad atómica y la relación de la ecuación respecto a la teoría actual que se ti ende para la descripción de las partí culas, en ese entendido, en base a los disti ntos autores que te propone el texto, realiza un esquema conceptual con cada uno, enfocándote en la teoría atómica cuánti ca propuesta.

Una vez realizada la acti vidad, responde a las siguientes preguntas; ¿Qué similitud encuentras entre los diversos autores descritos? ¿Cómo conceptualizas la mecánica cuánti ca? ¿Bajo qué principios se regenta el estudio atómico de las moléculas?

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2. Radiación electromagnéti ca

Los rayos emiti dos por las ondas electromagnéti cas se relacionan de diversas maneras dentro de nuestro entorno. Para entender este suceso, observa el video “Radiación Electromagnéti ca – Un asesino invisible” (00:01 – 10:25 min.), el cual refl eja cómo los rayos llegan a ponerse en contacto con los seres vivos, causando daños de forma irreversible en algunos casos; en ese entendido, describe los hechos más relevantes que se muestra en el mismo.

Sabiendo que los rayos electromagnéti cos se generan desde el cosmos, responde; ¿Cómo es el viaje que realizan desde el espacio hasta la superfi cie terrestre? ¿Cuáles son las consecuencias generadas por la propagación de los rayos electromagnéti cos? ¿De qué manera consideras que se puede cuidar el ser humano de los efectos electromagnéti cos?

La emisión de los rayos electromagnéti cos, al igual que todos los procesos generados dentro de nuestra Madre Tierra, ti ene fundamentos fí sicos y químicos; es decir, obedecen a diversos fenómenos. A conti nuación, a parti r de las lecturas (A.A., s.f.) “Radiación Electromagnéti ca” (Pág. 2 – 14) y (A.A., s.f.) “Fundamentos Físicos” (Pág. 1 – 21), elabora fi chas de estudio tomando en cuenta los procesos que se generan dentro de la emisión electromagnéti ca, como también los efectos que causan a los seres vivos y al ecosistema.

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3. Inestabilidad de los átomos clásicos

A parti r de la lectura del documento (Gratt ón, 2003) “Introducción a la Mecánica Cuánti ca” (Pág. 37 – 52), y por medio de esquemas gráfi cos, explica la teoría atómica que se desarrolló dentro de la Física Moderna e indica además la similitud entre los modelos expuestos dentro del texto.

Desde tu perspecti va, ¿cómo debía encontrarse compuesto el modelo atómico bajo las bases de la teoría relati vista – cuánti ca?

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4. Interpretación de la mecánica cuánti ca a parti r de Bohr y Copenhague

La mecánica cuánti ca ha sido interpretada desde disti ntos puntos de vista, donde se conside-raban diferentes postulados de la misma; por ello, para conocer un poco más acerca de este contenido, observa el video “Interpretación de la Mecánica Cuánti ca” (00:01 – 22:59 min.), posterior a ello, realiza una descripción de lo más sobresaliente, tomando en cuenta aquellas concepciones que consideras se establecen dentro de la teoría mecánica, discriminando de las que crees no son parte de la fí sica cuánti ca, en ambos casos, justi fi ca el por qué.

Pertenecen a la Mecánica Cuánti ca No son parte de la Mecánica Cuánti ca

En la evolución de la mecánica cuánti ca se generan dos grandes representantes a parti r del estudio de la estructura atómica, los cuales establecen sus postulados y formas de apreciar la composición de las partí culas del modelo. En la lectura (Vitery & Otros, 2011) “Mecánica cuánti ca sobre su interpretación, historia y fi losofí a” (Pág. 53 – 86 y 126 – 136), se da a cono-cer respecto a las ideas planteadas por Bohr y Copenhague, considerando principalmente el estudio de la estructura atómica molecular y su relacionamiento cósmico por medio de diversas concepciones, como relación con otras ciencias. En función al contenido del texto, elabora una sistemati zación de la misma y paralelamente una comparación entre ambos autores por medio de un esquema conceptual.

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5. Relati vidad y la mecánica cuánti ca

Muchas cientí fi cos y entendidos en la materia, consideran que la relati vidad y la mecánica cuánti ca son totalmente dos áreas disti ntas de estudio. Para entender acerca de ello, observa el video “Relati vidad vs. Cuánti ca” (00:01 – 07:04 min.) y conceptualiza cada uno de los tér-minos, indicando sus representantes en el campo de la ciencia, además establece la relación o diferencia que se da entre ambas ramas de la fí sica moderna.

Relati vidad Cuánti ca

Relación

Diferencia

El estudio de la mecánica o Física Cuánti ca, según el padre de la Física Moderna, se encuentra ligada con la relati vidad; es decir, el estudio de los fenómenos ocurridos dentro el mundo de las partí culas es de forma paralela a otros procesos fi sicoquímicos que se dan en diversos lugares del espacio. A conti nuación analiza la lectura (Yndurain, 2007) “Einstein: Relati vidad, meca-nismo cuánti co y la teoría del campo unifi cado” (Pág. 1 – 12), el cual te permiti rá establecer en base a la teoría de Einstein, el grado de integración cientí fi ca que se da entre ambas ramas de estudio, luego explica cómo realizarías una experiencia integrando ambas concepciones.

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Nanotecnología en la Física CuánticaTema 4

“Si alguien no queda confundido por la fí sica cuánti ca, es que no la ha entendido bien”

(Niels Bohr)

La integración de la Nanotecnología con otras ciencias, se fundamenta en base al desarrollo del modelo atómico, por ello se estrecha vínculos con la Física Cuánti ca, porque en ambos se estudia el comportamiento de las partí culas moleculares, considerando su composición, reac-ción, síntesis y otros mecanismos dentro de los procesos fi sicoquímicos, realizando un trabajo minucioso a escala, entendiendo de esta manera los procesos nanocuánti cos.

De acuerdo al Programa de Estudio, la Nanotecnología en la Física Cuánti ca se encuentra abordado en sexto año de Educación Secundaria Comunitaria Producti va dentro el contenido “Fundamentos de la Física Contemporánea, su aplicabilidad en la ciencia para la vida” y “El Cosmos y su representación Cósmica y Fenomenológica”, manipulando la materia en pequeñas escalas, demostrando de esta manera propiedades totalmente diferentes.

Las y los maestros del área de Física - Química, lograrán explicar la manipulación de las nano-partí culas producidas a parti r de transformaciones en el nanomundo, fundamentando además la presencia de los mismos en el contexto, debido a que se encuentra introducida dentro de casi la totalidad de la tecnología actual, revelando así misterios expuestos desde las interpretacio-nes de los viajes cósmicos de las diversas partí culas que llegan hasta la superfi cie terrestre, se analizará también las unidades de medida uti lizadas a escala considerando para ello la teoría de la notación cientí fi ca.

La relación de la Nanotecnología con la Física Cuánti ca, permiti rá a las y los estudiantes poder dar una explicación sobre la era tecnológica que se va atravesando a nivel mundial y local, com-parando de esta manera los avances con los que se cuenta en nuestro contexto, brindando a la vez propuestas de desarrollo tecnológico desde la materia prima que se encuentra dentro del medio ambiente en el que se desarrollan, realizando a la vez un análisis del comportamiento de la luz y los efectos de los rayos emiti dos sobre los seres vivos.

La relación entre las partí culas y nanopartí culas, integra un mundo nuevo de estudio, donde se marca la diferencia por medio de la nanoescala cientí fi ca, la cual se ha ido aplicando de

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manera paulati na dentro de las diversas ciencias, buscando mejorar las tecnologías ofertadas a la humanidad.


1. Albert Einstein y la Nanotecnología

Albert Einstein baso sus postulados en función de la relati vidad, donde analizaba el comporta-miento de las partí culas desde el cosmos, se piensa que la Física Cuánti ca se encuentra ligada con el mundo de la Nanotecnología, considerando las nanoescalas, puesto que en ambos campos se estudia la manipulación de las partí culas y el control de los átomos para ser usadas en diversas aplicaciones cientí fi cas, buscando un equilibro dentro del mundo de las partí culas por medio de la presencia de anti materia.

Para entender el relacionamiento desde el punto de vista de la cuánti ca, analiza la lectura (Mar-tí nez, 2009) “Aplicación de las Teorías cuánti cas a la Nanotecnología” (Pág. 1 – 4) y elabora una sistemati zación detallada respecto a la relación por medio de similitudes en cuanto a los estudios y técnicas uti lizadas en la síntesis de las mismas.

Interpretado el contenido de la lectura, ¿consideras que la relación que se propone ti ene co-herencia cientí fi ca? ¿Por qué? ¿Cuál crees que es la mayor vinculación entre estas dos ramas de la fí sica? ¿Por qué?

2. La fí sica y el mundo nanométrico

El manejo de la Nanotecnología dentro de la Física se fue aplicando de manera paulati na, cobran-do importancia en diversos campos. A parti r de video “Nanotecnología en la Física Cuánti ca” (00:01 – 07:35 min.), elabora un cuadro didácti co demostrando en el la infl uencia entre ambas ciencias y los aportes representati vos que se dieron en el últi mo siglo.

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Dentro del contexto cultural al cual pertenece tu Unidad Educati va, ¿de qué manera se en-cuentra enfocado el nanomundo tecnológico? ¿Cómo desarrollarías un tema en función a la Nanociencia uti lizando los medios del contexto?

Tomando en cuenta que la Nanotecnología se caracteriza por el uso de las escalas, ¿en qué contenidos integrarías el estudio de las escalas y de qué manera? ¿Qué experiencias realizarías para poder introducirte dentro de los contenidos escogidos?

Las unidades uti lizadas para las nanoherramientas y nanoestructuras se encuentra en medidas relati vamente pequeñas, donde según la diferencia de tamaño se ti enen disti ntas propiedades a ser analizadas. Para ampliar más al respecto, revisa la lectura del texto (Morán & Rodríguez, s.f.) “Los Materiales Nanoestrucuturados” (Pág. 21 – 47) y elabora una representación esque-máti ca de la relación de escala con las herramientas o materiales que se aplican en la formación de las nanoestructuras.

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Dentro tu desarrollo curricular anual, ¿de qué manera se encuentra integrado la parte cientí fi ca? ¿Cómo elaboras los materiales didácti cos para los contenidos donde aplicas las concepciones nanocientí fi cas? ¿Te consideras capaz de realizar una propuesta dentro de las nanoherramien-tas? ¿Cuál? ¿Por qué?

3. Misterios de la Física Cuánti ca y el nanomundo

El estudio de la Física Cuánti ca se llegó a considerar como un enigma en el campo de la ciencia, debido a que muchas de las teorías o postulados propuestos en esos ti empos no se sustentaban de manera sólida según las experiencias demostradas, como por ejemplo la famosa paradoja de los gemelos, por ello se piensa que el nanomundo se encuentra relacionado con ello, pues a pesar de ser algo cientí fi camente comprobado se ti ene la complejidad de no poder ser inter-pretado por todos; en ese senti do, revisa la lectura (Tegmarti & Archibald, 2001) “Cien años de Misterio Cuánti co” (Pág. 48 – 56) y comenta cuáles son los famosos misterios nanocuánti cos considerados dentro de la historia de la Física. ¿Te encuentras de acuerdo con ellos? ¿Por qué?

Conociendo las concepciones que se da a la Física Cuánti ca como a la Nanotecnología ¿Qué enti endes por el término “nano” y “el cuanto”? ¿Qué importancia crees merece la nanoescala?

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4. Comportamiento de las partí culas en la luz

El estudio del comportamiento de la luz se realiza analizando su estructura desde disti ntos ti pos de fundamentos, o tomando en cuenta el comportamiento corpuscular emiti do por medio de los rayos u ondas de energía. A parti r de la observación del video “¿Qué es la luz?” (00:01 – 10:31 min.), describe lo sucedido con la emisión y fl ujo de partí culas de los corpúsculos de la luz, además realiza una interpretación gráfi ca de todo lo que se da a conocer en el mismo.

En función al video, ¿qué interpretación te merece la hipótesis de la soga? ¿Dentro de tu Unidad Educati va de qué manera podrías comprobar esta hipótesis?

En función a la lectura (Sirlin, 2006) “Física de la Luz” (Pág. 1 – 14) y tomando en cuenta el comportamiento corpuscular que emiten las partí culas, elabora una sinopsis en el siguiente cuadro, de acuerdo a las propiedades de la luz.

Analiza; ¿cómo realizarías la explicación a tus estudiantes respecto al espectro de luz? ¿Qué materiales uti lizarías? ¿Por qué?

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5. Experimento de la doble ranura o rejilla

El estudio de la Mecánica Cuánti ca describe la explicación a diversos sucesos ocurridos, como la experiencia de la doble ranura o rejilla realizado por Thomas Young, buscando discernir la naturaleza corpuscular sobre la naturaleza ondulatorio de la luz. Para poder tener una idea de tal acontecimiento, observa los videos “El experimento de la doble rejilla” (00:01 – 10:24 min.) y “El misterioso experimento de la doble ranura (posible interpretación)” (00:01 – 05:35 min.), donde se explica el procedimiento que realizó Young, quien comprobó que existí a un patrón de indiferencias en la luz procedente de la difracción de dos rejillas. En función a los audiovisuales, describe lo sucedido en ese experimento.

Dentro del experimento realizado se comprobó además la dualidad de la onda corpuscular, considerando el procedimiento de la experiencia, ¿de qué manera plantearías una experiencia para demostrar lo sucediendo en función a la luz?

Ya conociendo cuál fue el procedimiento dentro de la experiencia de la doble ranura, y la ex-plicación de la Mecánica Cuánti ca sobre el comportamiento de las partí culas que componen la luz. Ahora, considerando las lecturas (Manjón & Otros, s.f.) “Experimento Thomas Young” (Pág. 1 – 6) y (Universidad de Cantabria, 2005) “Introducción a la fí sica experimenta Guía de la experiencia doble rendija de Young” (Pág. 1 – 7), completa el siguiente cuadro, relacionando el campo fí sico con la concepción que se tuvo de la luz dentro cada época.

Formulación Clásica Formulación Moderna Paradoja

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Orientaciones para la Sesión de Concreción

Al llegar a la culminación del trabajo estructurado en toda la guía, pasaremos a la concreti zación del involucramiento que se dio por parte de las/los maestros, las/los estudiantes y la comuni-dad, a parti r de este momento la Unidad de Formación “Nanotecnología y Física Cuánti ca”, nos refl ejará todos los resultados obtenidos.

Para el desarrollo de la Sesión de Concreti zación tomaremos los siguientes aspectos:

1. Profundización de las lecturas/documentales complementarios.

Es necesario el poder profundizar los conocimientos y hacer un proceso refl exivo acerca de los contenidos, considerando la importancia y relación entre la Nanotecnología, Nanociencia y la Física Nanocuánti ca, observa los videos:

• Nanotecnología: “Un Viaje Alucinante: Microrobots Médicos” (00:01 – 49:30 min.)

Fuente: htt ps://www.youtube.com/watch?v=vPDqtCkELt0

• “Nanomateriales I. Materiales y Materia Prima” (00:01 – 31:08 min.)

Fuente: htt ps://www.youtube.com/watch?v=qGMpEhWdJqQ

Analizado los videos, realiza una conceptualización de cada uno considerando el tema de mayor relevancia y relaciona con el contenido estudiado dentro de la Unidad de Formación.

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En función a las lecturas dentro del contenido de la Guía de Estudio, elabora una sistemati zación respecto al nanomundo, nanocosas y nanopartí culas, considerando su impacto en la Madre Tierra y el Cosmos.

Tomando en cuenta que dentro del Estado Plurinacional de Bolivia, se plantea estrategias pro-ducti vas en función a la materia prima que se ti ene, elabora un ensayo a parti r de la “Fabricación de las baterías de Liti o”, explicando el origen del mineral, procesos, reacciones, ecuaciones, síntesis, etc., considera los procesos nanotecnológicos que se aplican dentro de esta nueva incursión nanocientí fi ca.

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2. Trabajo con las y los estudiantes para arti cular con el desarrollo curricular y relacionarse e involucrarse con el contexto.

A parti r de la Unidad de Formación abordada, se plantea la elaboración de las nanomateriales basados en el carbono y nanopartí culas estudiados, considerando las siguientes consignas:

• El material a usarse debe ser reciclado.

• El tamaño de cada modelo debe ser trabajado a escala.

• Representar las estructuras respetando las formas geométricas de cada uno.

Concluida la acti vidad, el material se verá refl ejado en una nanoferia; es decir se planteará la temáti ca en función a la presente Guía de Estudio.

Adjuntar el proceso organizati vo de las acti vidades a realizarse y el cuidado a la producción, por medio de evidencias tangibles, incluir el Plan de Desarrollo Curricular.

Considerando la materia prima más abundante de la comunidad se realiza una propuesta de innovación tecnológica en base a las propiedades de la materia elegida, buscando un desarrollo integral dentro del contexto social, aplicándose a la vez alguna técnica abordada en el contenido de la presente Guía de Estudio.

54

GUÍA DE ESTUDIO

3. Descripción de la Experiencia Educati va

Durante todo el proceso formati vo se busca consolidar nuestras experiencias Educati vas Trans-formadoras, donde parti remos de los siguientes aspectos:

• Análisis de la parti cipación y aceptación de todos los actores involucrados (estudiantes, maestros y comunidad).

• Relación de las acti vidades con el PSP de la Unidad Educati va.

• Aceptación o rechazo por parte de los actores involucrados.

Este aspecto será esencial, puesto que relatarás el proceso formati vo de la acti vidad de concre-ción y así poder consolidar nuestras Experiencia Educati va Transformadora, para ello deberás hacerlo de manera críti ca y refl exiva, de acuerdo a los siguientes criterios:

• Análisis de la parti cipación de los actores educati vos (estudiantes, maestros y comunidad) durante la Experiencia Educati va Transformadora.

• El impacto que tuvo la acti vidad de concreción con relación al PSP de la Unidad Educati va.

Coloca las evidencias de acuerdos establecidos y propuestas realizadas en función al trabajo desarrollado.

55


• Evidencias de trabajos, fotos, etc.

56

Orientaciones para la Sesión de Socialización

Al haber concluido y llegar hasta este punto, será de gran importancia el proceso evaluati vo en todo el trabajo desarrollado, debido a que permiti rá valorar todos los conocimientos prácti cos y/o teóricos, mostrando logros dentro del objeti vo trazado.

Al concluir la Guía de Estudio “Nanotecnología y Física Cuánti ca”, la o el parti cipante deberá presentar los productos de su proceso formati vo.

Para la valoración, la o el tutor a cargo, tomará lo siguientes criterios:

Evidencias:

• Verifi cación de las evidencias de la acti vidad de concreción (fotos, materiales, actas, acuerdos, diario de campo, videos, etc.)

• Valoración de evidencias de producto a parti r de la bibliografí a propuesta en la Guía de Estudio.

Socialización de la Sesión de Concreción:• Se debe socializar de cómo y a parti r de qué se desarrolló la arti culación de los conteni-

dos con la Malla Curricular, mostrando el Plan de Desarrollo Curricular elaborado para el contenido, demostrando el relacionamiento con el PSP de la Unidad Educati va.

• Socialización de su Experiencia de Prácti ca Educati va desarrollada con sus estudiantes.• Uso y adaptación de los materiales y su adecuación a los contenidos.• Involucramiento de la comunidad a la acti vidad desarrollada.• Valoración de productos tangibles e intangibles que se originaron a parti r de la concre-

ción.Conclusiones.• Evaluación individual.• Profundización y refl exión de los contenidos temáti cos de la Unidad de Formación:• Nanotecnología• Materiales nanotecnológicos• Mecánica Cuánti ca• Nanotecnología en la Física Cuánti ca

57

Bibliografía

• A.A. (s.f.). Metodologías de diseño. • A.A. (s.f.). Nano es pequeño y diferente. • A.A. (s.f.). Propiedades y aplicaciones de los nanomateriales. • A.A. (s.f.). Radiación Electromagnéti ca. • Abdala, P., & Otros. (2010). Materiales Nanoestructurados. Síntesis, caracterización y

aplicaciones. • Almanza, M., & Otros. (2011). Síntesis, caracterización y aplicaciones de nanomateriales

en catálisis y polímeros. • Casta, J. (s.f.). Nanoelectrónica electrónica molecular. • Cheang, J. (2006). Nanotecnología: ¿Hacia donde nos llevará? • Díaz, F. (2012). Introducción a los Nanomateriales. • Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología. (s.f.). Nanociencia y Nanotecnología.

España.• Gratt ón, J. (2003). Introducción a la Mecánica Cuánti ca. • Hernández, A. (s.f.). Breve estudio de las implicaciones sociales de la nano - ciencia y la

nano - tecnología. • Martí nez, A. (2009). Aplicación de las Teorías cuánti cas a la Nanotecnología. • Manjón, C., & Otros. (s.f.). Experimento Thomas Young. • Molins, R. (2008). Oportunidades y Amenazas de la nanotecnología para la salud, los

alimentos, la agricultura y el ambiente. • Montoya. (s.f.). Conceptos Históricos de la Mecánica Cuánti ca. • Morán, & Rodríguez. (s.f.). Los Materiales Nanoestructurados. • Quinti li, M. (2012). Nanociencia y Nanotecnología...un mundo pequeño. • Rojo, A. (s.f.). Bionanotecnología y la nanotecnología: cómo aprovechar el microcosmos. • Rossi, M. (s.f.). Nnanociencia y Nanotecnología en el sigo XXI. • Salas, G., & Otros. (2006). Microescala en la Ciencia e Ingenieria de Materiales. • Sirlin, E. (2006). Física de la Luz. • Tegmarti , M., & Archibald, J. (2001). Cien años de Misterio Cuánti co. • Universidad de Cantabria. (2005). Introducción a la fí sica experimenta Guía de la expe-

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unifi cado.

58

GUÍA DE ESTUDIO

Anex

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39

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Co

ntem

porá

nea,

su

aplic

abili

dad

en la

ci

enci

a pa

ra la

vid

a” y

“El

Cos

mos

y s

u re

pres

enta

ción

Cós

mic

a y

Feno

men

oló-

gica

”, in

corp

oran

do la

rela

ti vid

ad d

entr

o de

l mun

do m

olec

ular

de

la m

ater

ia.

En e

l des

arro

llo d

el c

onte

nido

las

y lo

s m

aest

ros

de F

ísic

a -

Quí

mic

a, p

odrá

n de

sarr

olla

r de

man

era

corr

ecta

la te

oría

cu

ánti c

a de

cam

pos e

n es

paci

o –

ti em

po,

tom

ando

en

cuen

ta la

s int

erac

cion

es q

ue

suce

den

por

med

io d

e la

s ra

diac

ione

s,

anal

izand

o a

la v

ez la

ines

tabi

lidad

pro

-du

cida

en

los

átom

os d

ebid

o a

la a

nti -

mat

eria

gen

erad

a en

el e

spac

io có

smic

o,

adem

ás s

e de

scrib

irá la

s co

ncep

cion

es

cuán

ti cas

seg

ún B

ohr y

Cop

enha

gue,

in-

tegr

ando

el e

stud

io d

e la

rela

ti vid

ad c

on

la m

ecán

ica

cuán

ti ca,

hac

iend

o én

fasi

s en

la

feno

men

olog

ía d

e la

s pa

rtí c

ulas

el

emen

tale

s.

Las

y lo

s es

tudi

ante

s po

drán

co

mpr

ende

r ace

rca

de lo

s me-

cani

smos

cuá

nti c

os su

cedi

dos

en la

nat

ural

eza,

ana

lizan

do

los f

enóm

enos

que

se su

scita

n de

ntro

de

su co

ntex

to, i

denti

fi -

cand

o lo

s ti p

os d

e re

acci

ones

en

tre

las

dive

rsas

par

tí cul

as,

justi

fi ca

ndo

de e

sta

man

era

el

para

lelis

mo

de su

ceso

s den

tro

un m

ism

o es

paci

o y

ti em

po,

adem

ás d

e la

inte

rpre

taci

ón

de lo

s di

fere

ntes

pos

tula

dos

resp

ecto

a la

mec

ánic

a cu

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ti ca,

tom

ando

com

o pu

nto

de

parti

da

al á

tom

o co

mo

base

es

truc

tura

l de

la o

rgan

izaci

ón

de la

mat

eria

com

pren

dida

en

el m

edio

am

bien

te.

Cont

exto

his

tóric

oM

onto

ya.,

(s.f.

). Co

ncep

tos H

istór

icos

de

la M

ecán

ica

Cuán

ti ca.

(Pág

. 1 –

18)

.Ra

diac

ión

elec

trom

agné

ti ca

Vide

o: “

Radi

ació

n El

ectr

omag

néti c

a –

Un

Ases

ino

Sile

ncio

so”

(00:

01 –

10:

25

min

.)htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=vrM

jwab

PMiw

A.A.

, (s.f

.). F

unda

men

tos F

ísico

s. (P

ág. 1

– 2

1).

A.A.

, (s.f

.). R

adia

ción

Ele

ctro

mag

néti c

a. (P

ág. 2

– 1

4).

Ines

tabi

lidad

de

los á

tom

os c

lási

cos

Gratt

ón,

J., (

2003

). In

trod

ucci

ón a

la M

ecán

ica

Cuán

ti ca.

(Pág

. 37

– 52

).In

terp

reta

ción

de

la m

ecán

ica

cuán

ti ca

a pa

rti r

de

Bohr

y C

open

hagu

eVi

deo:

“In

terp

reta

ción

de

la m

ecán

ica

cuán

ti ca”

(00:

01 –

22:

29 m

in.)

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=Y

3bqt

91aA

rIVi

tery

, F.,

& O

tros

., (2

011)

. Mec

ánic

a cu

ánti c

a so

bre

su in

terp

reta

ción

, hist

oria

y

fi los

ofí a

. (Pá

g. 5

3 –

86 y

126

– 1

36).

Rela

ti vid

ad y

mec

ánic

a cu

ánti c

aVi

deo:

“Re

lati v

idad

vs.

Cuá

nti c

a” (0

0:01

– 0

7:04

min

.)htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=J81

bPDB

ij2o

Yndu

rain

, F.,

(200

7). E

inst

ein:

Rel

ati v

idad

, mec

anism

o cu

ánti c

o y

la te

oría

del

ca

mpo

uni

fi cad

o. (P

ág. 1

– 1

2).

60

GUÍA DE ESTUDIO

Nan

otec

nolo

gía

en la

Físi

ca C

uán-

ti ca

De

acue

rdo

al P

rogr

ama

de E

stu-

dio,

la N

anot

ecno

logí

a en

la F

ísica

Cu

ánti c

a se

enc

uent

ra a

bord

ado

en

sext

o añ

o de

Edu

caci

ón S

ecun

daria

Co

mun

itaria

Pro

ducti

va

dent

ro e

l co

nten

ido

“Fun

dam

ento

s de

la F

ísi-

ca C

onte

mpo

ráne

a, su

apl

icab

ilida

d en

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ienc

ia p

ara

la v

ida”

y “

El C

os-

mos

y s

u re

pres

enta

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Cós

mic

a y

Feno

men

ológ

ica”

, man

ipul

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la

mat

eria

en

pequ

eñas

esc

alas

, de-

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tran

do d

e es

ta m

aner

a pr

opie

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des t

otal

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te d

ifere

ntes

.La

s y lo

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stro

s del

áre

a de

Físi

ca

- Quí

mic

a, lo

grar

án e

xplic

ar la

man

i-pu

laci

ón d

e la

s na

nopa

rtí cu

las

pro-

duci

das a

par

ti r d

e tr

ansf

orm

acio

nes

en e

l nan

omun

do, f

unda

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tand

o ad

emás

la p

rese

ncia

del

os m

ismos

de

ntro

del

con

text

o, d

ebid

o a

que

se e

ncue

ntra

int

rodu

cida

den

tro

de c

asi l

a to

talid

ad d

e la

tecn

olog

ía

actu

al, r

evel

ando

así

mist

erio

s ex

-pu

esto

s de

sde

las

inte

rpre

taci

ones

de

los v

iaje

s cós

mico

s de

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iver

sas

partí

cula

s que

lleg

an h

asta

la su

per-

fi cie

terr

estr

e, se

ana

lizar

á ta

mbi

én

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unid

ades

de

med

ida

uti li

zada

s a

esca

la c

onsi

dera

ndo

para

ello

la

teor

ía d

e la

not

ació

n ci

entí fi

ca.

La r

elac

ión

de l

a N

ano-

tecn

olog

ía c

on la

Fís

ica

C uá

nti c

a, p

erm

iti rá

a la

s y

los

estu

dian

tes

pode

r da

r un

a ex

plic

ació

n so

bre

la

era

tecn

ológ

ica

que

se v

a at

rave

sand

o a

nive

l mun

-di

al y

loca

l, co

mpa

rand

o de

est

a m

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a lo

s av

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ces

con

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que

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uent

a en

nue

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con

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o, b

rin-

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o a

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ez p

ropu

esta

s de

des

arro

llo t

ecno

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co

desd

e la

mat

eria

prim

a qu

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enc

uent

ra d

entr

o de

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io a

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ente

en

el

que

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esar

rolla

n, r

eali-

zand

o a

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ez u

n an

álisi

s de

l co

mpo

rtam

ient

o de

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s ef

ecto

s de

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rayo

s em

iti do

s so

bre

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sere

s viv

os.

Albe

rto

Eins

tein

y la

nan

otec

nolo

gía

Mar

tí nez

, A.,

(200

9). A

plic

ació

n de

las

Teor

ías

cuán

ti cas

a la

Nan

otec

nolo

gía.

(P

ág. 1

– 4

).La

fí si

ca y

el m

undo

nan

omét

rico

Vide

o: “

Nan

otec

nolo

gía

en la

fí sic

a cu

ánti c

a•(0

0:01

– 0

7:35

min

.)htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=ctR

Hx0a

Z7-4

Mor

án, &

Rod

rígue

z., (

s.f.).

Los

Mat

eria

les N

anoe

stru

ctur

ados

. (Pá

g. 2

1 –

47).

Mis

terio

s de

la fí

sica

cuá

nti c

a en

el n

anom

undo

Tegm

arti ,

M.,

& A

rchi

bald

, J.,

(200

1). C

ien

años

de

Mist

erio

Cuá

nti c

o. (P

ág.

48 –

56)

.Co

mpo

rtam

ient

o de

las p

artí c

ulas

en

la lu

zVi

deo:

“¿Q

ué e

s la

luz?

” (0

0:01

– 1

0:31

min

.).htt

ps:

//w

ww

.you

tube

.com

/wat

ch?v

=JtQ

21-5

SiO

sSi

rlin,

E.,

(200

6). F

ísica

de

la L

uz. (

Pág.

1 –

14)

.Ex

perim

ento

de

la d

oble

ranu

ra o

rejil

laVi

deo:

“Ex

perim

ento

de

la d

oble

rejil

la”

(00:

01 –

10:

07 m

in.)

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=h

dqLZ

k28O

iIVi

deo:

“El m

ister

ioso

exp

erim

ento

de

la D

oble

Ran

ura”

(Pos

ible

inte

rpre

taci

ón)

(00:

01 –

05:

35 m

in.)

htt p

s://

ww

w.y

outu

be.c

om/w

atch

?v=9

CE_a

peFO

LoM

anjó

n, C

., &

Otr

os.,

(s.f.

). Ex

perim

ento

Tho

mas

You

ng. (

Pág.

1 –

6).

Uni

vers

idad

de

Cant

abria

., (2

005)

. Int

rodu

cció

n a

la fí

sica

expe

rimen

ta G

uía

de la

exp

erie

ncia

dob

le re

ndija

de

Youn

g. (P

ág. 1

– 7

).

Nanotecnología y Física Cuántica

NivelaciónA c a d é m i c a


Guía de Estudio

guía de estudio nanotecnología y física cuántica

Documents