Examinando por Materia "Electromagnetismo"

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Un acercamiento teórico y experimental a la ley de Gauss.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2017) Ricardo Marroquín, John Fredy; Garzón Barragán, Isabel
En este trabajo se aborda el estudio de la Ley de Gauss desde un enfoque experimental para favorecer la construcción de algunas nociones en los estudiantes de tercer semestre de la Licenciatura en Física de la Universidad Pedagógica Nacional entorno a dicha ley. En la revisión bibliográfica que se llevó a cabo, se encontró muy poco material que estuviera relacionado con la parte experimental de la ley de Gauss. De acuerdo con esto, es de importancia realizar un aporte que se enfoque en la parte experimental debido a la estrecha relación que hay entre experiencia, lenguaje y conocimiento (Arcá et al 1990) En relación con lo anterior, se propone una investigación que tenga en cuenta la experimentación como base para la construcción de conocimiento, en ese sentido, como pregunta de investigación se plantea: ¿Cómo presentar la ley de Gauss a estudiantes de Licenciatura en Física, mediante un proceso que haga evidente su necesidad para estudiar los fenómenos electromagnéticos?
Actividades experimentales para la enseñanza del fenómeno de inducción electromagnética en grado undécimo del Colegio Castilla IED.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) Pesca Sanabria, Felipe; Cifuentes Arcila, María Cristina
El trabajo de grado se desarrollo en la modalidad de experiencia didáctica, basada en el diseño e implementación de una secuencia de actividades experimentales para la enseñanza del fenómeno de inducción electromagnética en estudiantes de grado undécimo del colegio Castilla IED. Para diseñar las actividades, se realizó una reconstrucción didáctica del contenido, diferenciándola de la transposición didáctica por su énfasis en la reestructuración del conocimiento para su enseñanza. Se adoptó el enfoque cognitivo-histórico, que combina análisis históricos de prácticas científicas con teorías cognitivas modernas, permitiendo comprender la evolución de las estructuras conceptuales en la ciencia. La secuencia de enseñanza propone cinco actividades experimentales que involucran la electrostática, la corriente eléctrica, el campo eléctrico y magnético, el flujo de campo magnético y la inducción electromagnética. El proceso concluyó con la construcción de un transformador, permitiendo que los estudiantes conectaran conceptos, leyes y cantidades relacionadas con el fenómeno de inducción electromagnética.
Análisis de la falta de simetría del Electromagnetismo clásico y su solución relativista: tensor de campo electromagnético.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Vargas Moreno, Edwin José; Barrera Mendivelso, Edwin Sebastián; Cruz Bonilla, Yesid Javier
Desde comienzos del siglo XIX innumerables acontecimientos propiciaron en la ciencia, especialmente en física, un abismal y continuo desarrollo. Los descubrimientos experimentales de la estrecha relación entre fenómenos eléctricos y magnéticos serían la base de la teoría electromagnética de Maxwell y este daba explicación a la naturaleza de la luz concibiéndola como una onda electromagnética producto de oscilaciones entre campos eléctricos y magnéticos. Pensar en la luz como una onda implicaba suponer la existencia de un medio que permitiera su propagación en el espacio vacío, el éter fue este medio. El malestar y la preocupación de los científicos de la época empezarían a presentarse con la suposición del éter como sistema de referencia absoluto sobre el cual debían hacerse todas las mediciones físicas de los demás sistemas de referencia. Poincaré expondría abiertamente este problema argumentando la imposibilidad de saber el verdadero estado de movimiento de un sistema de referencia y los problemas tanto físicos como matemáticos que llevaba concebir el movimiento relativo de los cuerpos, especialmente de los cuerpos cargados eléctricamente. Por un lado, las leyes electromagnéticas no eran covariantes bajo las ecuaciones de transformación de Galileo, por consiguiente, no correspondía al principio de Relatividad galileano sobre el cual reposaba la mecánica newtoniana. Por otro lado, el fenómeno observado producto del estado de movimiento de una carga en distintos sistemas de referencia arrojaba resultados que no correspondían con lo que dictaba la lógica y la razón. La electrodinámica de los cuerpos en movimiento según la teoría electromagnética de Maxwell presentaba una falta de simetría y era sustentada por los inconvenientes mencionados. Albert Einstein, con la formulación de la teoría especial de la Relatividad, traería consigo una nueva manera de comprender el comportamiento de los fenómenos naturales. Para Einstein, que la forma de toda ley física fuera la misma para cualquier sistema de referencia y la constancia de la velocidad de la luz eran hipótesis suficientes para derivar una electrodinámica de cuerpos en movimiento libre decontradicciones y es ahí donde surgen las bases de esta nueva teoría física dando solución a los problemas ya mencionados, a los resultados negativos de los distintos experimentos encaminados a mostrar el movimiento relativo de la tierra en el medio éter, descartando la idea del éter como sistema de referencia absoluto y afirmando que lo único que importa son los movimientos relativos. Con la Relatividad Especial el fenómeno electromagnético adquiere realidad física siendo este caracterizado solo como eléctrico o como eléctrico y magnético dependiendo del sistema de referencia sobre el cual sea medido y matemáticamente es definido en forma tensorial debido a que tiene lugar en el continuo espacio-tiempo de Minkowski. En el presente trabajo se expone un análisis concerniente a los inconvenientes presentados por la teoría electromagnética de Maxwell al ser aplicada a cuerpos en movimiento y la solución que la teoría especial de la Relatividad le da a dichos inconvenientes.
Aproximaciones históricas alrededor del concepto del electrón : la actividad experimental relativa al estudio de la naturaleza corpuscular u ondulatoria de los rayos catódicos.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Guzmán Benavides, Juan Mauricio; Garzón Barrios, Marina
Se hace un estudio histórico crítico sobre los trabajos experimentales en rayos catódicos hechos por Heinrich Hertz en 1883, publicados en Miscellaneous Papers, y Joseph John Thomson y 1896, publicados en Philosophical Magazine, con el fin de mostrar la forma en que se construyó el concepto de electrón, la descripción detallada de los experimentos brindó una aproximación a las formas experimentales de Hertz y Thomson que además, permitió contrastar sus concepciones sobre los rayos catódicos y reflexionar sobre el papel del experimento en ciencias. Se encuentra que no existió una controversia entre escuelas de pensamiento alemán e inglés por la naturaleza de los rayos catódicos como lo afirma algunos textos históricos, los experimentos de Hertz no pueden ser considerados como fallidos ni los de Thomson como los experimentos cumbre que determinaron la existencia del electrón, esta visión equivoca fue construida a lo largo de los años en los libros de texto y es la que llegó a nosotros.
El bilingüismo en la Universidad Pedagógica Nacional, Colombia : experiencias pioneras en la clase de ciencias con estudiantes de pregrado.
(Editorial Universidad Pedagógica Nacional, 2014-03-29) Barragán Parra, John Eduard; Moreno Sanguino, Luis Alejandro
El concepto de onda electromagnética y su medio de propagación a partir de la teoría de Maxwell y los trabajos de Hertz.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2012) Segura López, Ana Consuelo; Castillo Ayala, Juan Carlos
trabajo parte o consiste de un análisis detallado de la onda electromagnética y su medio de propagación; por ende se realiza una búsqueda cronológica para el estudio de ella, basándonos en la teoría en el libro de las OEM de Heinrich Hertz quien realizo una serie de experimentos buscando o comprobando la polarización de los materiales dieléctricos, que de alguna manera le permitieron llegar a la comprobación de la existencia de la OEM. Por otro lado también se involucra un estudio de la ley (inducción) de Faraday quien lleva a maxwell a la formulación matemática de la predicción de dicha onda electromagnética y su medio de propagación que se consideraba como un aislante (dieléctrico). Al describir y analizar cada uno de los experimentos que realizo Hertz, nos da cuenta del proceso con detalle, para llegar al concepto como tal de la OEM y su medio de propagación. Se analiza el concepto de onda, onda mecánica, movimiento ondulatorio y sus ecuaciones; los cuales permiten tener una idea clara de estos fenómenos. Por ende están relacionados con las oscilaciones de un campo eléctrico y magnético, y además se llega a saber cuál es la diferencia y a analogía de la onda mecánica y onda electromagnética, y por qué la onda mecánica requiere de medio material con unas ciertas característica y propiedades (elasticidad, densidad, etc.) de tal modo que la velocidad de propagación de la onda depende de ellas, para poder propagarse. La OEM no requiere de medio y porque se le llama vacío, y cuáles son esas propiedades, se supone que la velocidad de propagación de ella debe depender de estas propiedades.
Construcción de interrelaciones entre electricidad y magnetismo : secuencia de actividades experimentales con enfoque histórico para la enseñanza de la física en octavo grado.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) López Gaitán, John Eduardo; Cifuentes Arcila, María Cristina
El estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos ha sido un campo de interés desde la antigüedad, con observaciones iniciales atribuidas a Tales de Mileto en la antigua Grecia. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX, con los experimentos de Hans Christian Oersted, André-Marie Ampère y Michael Faraday, que se logró establecer una interrelación clara entre ambos fenómenos, dando lugar al nacimiento del electromagnetismo como una de las ramas fundamentales de la física. A partir de estos descubrimientos, se han alcanzado avances científicos y tecnológicos que han transformado la sociedad. A pesar de la importancia del electromagnetismo, diversas investigaciones han señalado que su enseñanza enfrenta dificultades significativas. La ausencia de actividades experimentales y la falta de un enfoque histórico y epistemológico en el proceso de enseñanza-aprendizaje pueden contribuir a una comprensión limitada de estos conceptos por parte de los estudiantes. En este contexto, el presente trabajo de grado tiene como propósito diseñar e implementar una secuencia de actividades experimentales que permita a los estudiantes de octavo grado explorar la interrelación entre electricidad y magnetismo de manera clara y significativa. A través de estas actividades, se busca no solo mejorar la comprensión de los efectos eléctricos y magnéticos, sino también fomentar el desarrollo de habilidades indagatorias, analíticas y argumentativas en los estudiantes.
Contextualización del concepto de campo como fundamento pedagógico introductorio a la teoría de campos en mecánica cuántica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Moreno Carrero, Paul Nicolás; Ávila Torres, Sandra Bibiana
Desde mediados del S. XVII se ha mantenido la discusión respecto a los origenes del movimiento. El como se define la materia y espacio es parte fundamental del entendimiento de la fenomenología. Sobre esta discusión nace la concepción de campo que se desarrolla desde la mecánica y se formaliza desde la electrodinámica clásica y este se desarrolla ampliamente hasta nuestros días. El presente trabajo de grado presenta una contexualización del concepto de campo para la enseñanza de la mecánica cuantica usando este concepto desde como se empieza a definir en el siglo XVII hasta la Ecuación de Dirac.
Las ecuaciones de Maxwell : una estrategia tecnológica para abordar fenómenos que relacionan la Relatividad Especial con el Electromagnetismo.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2019) Munevar Espejo, Cristian Andres; Garzón Lombana, Eduardo
El presente trabajo tiene como objetivo relacionar las áreas del conocimiento electromagnetismo y relatividad especial, haciendo uso de las ecuaciones de Maxwell desde un enfoque físico – matemático involucrando la interdisciplinariedad de saberes utilizando como herramienta un software que logre acercar a los estudiantes de la Licenciatura en Física, en los conceptos que relacionan a estas áreas y su relación físico - matemática todo esto enfocado desde una perspectiva de la enseñanza para la comprensión basado en la estrategia Predecir, Observar y Explicar (POE). El software permite mostrar tres situaciones desde diferentes marcos de referencia esto con el fin de manifestar que algunos fenómenos físicos se pueden comprender desde una perspectiva del electromagnetismo como de la relatividad especial, para la elaboración del software se realizó un estudio detallado de las ecuaciones de Maxwell y su relación con la relatividad especial, esta investigación tiene sus cimientos en la teoría electromagnética de Maxwell, Faraday, Ørsted, Einstein entre otros, este proyecto hace parte de la línea de investigación Enseñanza de la Física y su relación Físico – matemática.
El estudio del espectro de las lámparas halógenas como analogía que permita la descripción del espectro electromagnético del Sol. Una propuesta de aula para la enseñanza de la Física.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2017) Fonseca Enciso, Diego; Orozco Cruz, Juan Carlos
En este documento se encuentra una contextualización acerca de una propuesta para dar solución a la problemática en torno a la enseñanza del espectro electromagnético, en dos aspectos fundamentales, el primero la enseñanza de las ciencias por medio de analogías que permitan al estudiante facilitar su compresión y facilitar su proceso de enseñanza. El segundo aspecto se refiere a la construcción histórica del espectro electromagnético y el surgimiento del análisis por medio de los espectros que son emitidos, pasando por los trabajos de Gustav Kirchhoff, Robert Bunsen y James Clerk Maxwell, que sobresalieron durante el siglo XIX en la formalización del espectro electromagnético. La recontextualización aparece como una herramienta para el diseño y construcción de metodologías para la enseñanza de las ciencias. Para concluir, se realiza una propuesta de aula encaminada a la construcción de una analogía para explicar el espectro electromagnético por medio de las lámparas halógenas, las cuales permiten realizar un acercamiento al estudiante sobre el fenómeno estudiado a partir del análisis del funcionamiento de un dispositivo que le resulta familiar.
Estudio sobre la medición de la corriente eléctrica en el sistema de unidades absoluto : reflexiones para la enseñanza de la física.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2018) Patiño Aguilar, Cristian Eduardo; Garzón Barragán, Isabel
El presente trabajo muestra el desarrollo de una secuencia de enseñanza, diseñada para licenciados en formación. Dicha secuencia de enseñanza tiene como fin que el estudiante tenga una imagen de la medición más realista, para tal fin el trabajo cuenta con fundamentes teóricos, históricos, filosóficos y pedagógicos. Los fundamentos teóricos son los relacionados con los conceptos de la medición, tales como: unidad, magnitud, dimensión física y sistema de unidades. Los fundamentos históricos son aquellos correspondientes al desarrollo del Sistema Absoluto de Unidades de Carl Friedrich Gauss y Wilhelm Eduard Weber. Los fund
Herramienta didáctica para la enseñanza de algunos conceptos de relatividad especial partiendo de un evento de naturaleza electro-magnética.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2012) Martínez Madrigal, Jenny Paola; Méndez Hincapié, Néstor Fernando
Tesis de grado que propone una herramienta didáctica para la enseñanza de algunos conceptos de relatividad especial partiendo de un evento de naturaleza electromagnética, dirigida a estudiantes de pregrado de licenciatura en física que no han tomado el curso de Relatividad. El tipo de investigación que se llevo a cabo es holística proyectiva, siguiendo una metodología que permitió la implementación de la herramienta en el aula de clase; arrojando resultados de los cuales posterior a su análisis se concluyo que los estudiantes lograron un aprendizaje significativo de los contenidos que abarca la herramienta mencionada y que el uso de multimedia como apoyo a una clase basada en la técnica expositiva trae enormes ventajas para la enseñanza de la física como la motivación del estudiante, la ayuda con ideas que pueden ser abstractas y la recolección rápida de datos e información, entre otras.
Una mirada diferente al espacio : propuesta de enseñanza hacia las ondas de radio por medio de la observación astronómica partiendo de las ondas electromagnéticas.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Pedraza Ahumada, Leidy Lorena; Heredia Heredia, Víctor Andrés
En el presente trabajo se muestra el análisis conceptual acerca de las ondas electromagnéticas, en particular de las ondas de radio, haciendo una revisión partiendo de la astronomía, hasta el electromagnetismo, las ondas electromagnéticas, las ondas de radio, la radioastronomía con el radiotelescopio como instrumento de observación, y la interferometría como técnica usada en la radioastronomía, lo cual sirve de base para el diseño de una ruta de aprendizaje de manera que se lleve a cabo en último grado del bachillerato o los primeros de la universidad, generando una alternativa para la enseñanza dentro de la Física, principalmente con el uso de la radioastronomía como técnica muy usada en la actualidad y que permite involucrar diversos conceptos vistos en física que contribuyen al aprendizaje en esta área.
Propuesta de aula desde el experimento de Heinrich Hertz para la construcción de ideas alrededor de la existencia de las ondas electromagnéticas.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2017) Rodríguez Ortiz, Erikson; Fonseca Cuenca, Carmen Eugenia
Trabajo de grado presentado al Departamento de Física de la UPN, en el cual se desarrolla la base teórica e histórica de la teoría de las ondas electromagnéticas, a partir de los trabajos de Michael Faraday, James Maxwell y Heinrich Hertz para realizar un montaje equivalente al último experimento realizado por Hertz, el cual era capaz de producir y detectar ondas electromagnéticas. De esta forma se diseña una propuesta de aula enfocada a interrelacionar la actividad experimental con la construcción teórica, a partir de la elaboración de preguntas abiertas que fomentan una discusión entre los estudiantes, y que posteriormente son puestas en duda mediante la interacción con el montaje experimental.
Propuesta didáctica basada en el movimiento de las piezas de ajedrez para la comprensión del concepto de campo eléctrico.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Suárez Rios, Carlos Alberto; Rozo Clavijo, Mauricio
En este trabajo de investigación se plantea una propuesta pedagógica que busca algunas representaciones de las líneas de campo, con el campo de acción de las piezas de ajedrez a partir del movimiento característico de cada pieza. En el primer capitulo se abordan algunos debates históricos que se tuvieron que dar para conformar la idea de éter y todas las características que se le asociaban para cumplir con las condiciones que describían la realidad del espacio. En este capítulo también se plantean los paradigmas de Newton, Coulomb, Faraday y Maxwell que intentaban definir las interacciones entre cuerpos cargados. En el segundo capítulo se exponen las practicas enriquecedoras y ganancias pedagógicas que se obtienen al involucrar el juego como una herramienta pedagógica; se describe el juego de ajedrez como una practica en donde la persona que lo juega tiene disposición de análisis y reflexión. En el ultimo capitulo se expone la propuesta de investigación que busca involucrar el movimiento de las piezas de ajedrez con las líneas de campo, en donde se plantean algunas situaciones que, de manera gráfica, plantean semejanzas entre el modelo electrostático con los campos de acción de una pieza en el tablero de ajedrez. Aunque la propuesta no se implemento en el aula, deja algunas conclusiones importantes en relación con la flexibilización de las ciencias en la educación media, se plantea como una conclusión importante que sin perder la rigurosidad disciplinar, se pueden tener avances importantes y motivacionales en los estudiantes, si se involucra una practica amena y familiar como el juego mientras se aprende.