Un acercamiento práctico o virtual a los fenómenos físicos facilita su comprensión y asimilación. En esta actividad se pretende que los estudiantes interactúen con un simulador de Reflexión y Refracción de la Luz para afianzar en la práctica lo que han aprendido de manera teórica en el desarrollo de sus clases de física. Se definirán los medios (agua, alcohol, éter, etc.), y por consiguiente los índices de refracción en los cuales se van a registrar los fenómenos, para posteriormente asignar valores arbitrarios a los ángulos de incidencia de la luz en el primer medio, y obtener el Angulo de refracción del segundo medio. Por último, construirán tablas de datos de ángulos de incidencia, reflexión y refracción para ser llevados a un plano cartesiano y así trazar la gráfica Өi vs Өr, Өi vs Өr’ correspondientes. De este proceso, presentará un informe de laboratorio con todos sus items y se tendrá en cuenta tanto el proceso de adquisición y procesamiento de datos como el contenido y la presentación del informe.
Visitar http://www.educaplus.org/luz/index.html
HERRAMIENTAS
· Simulador página de Internet
· La Hoja de Cálculo (Microsoft Excel)
· Procesador de Texto (Microsoft Word)
· Capturador de imágenes ( Impr Pant ): para ilustrar mejor el tema con imágenes; recuerde que una imagen vale mas que mil palabras.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al finalizar esta actividad, el estudiante estará en capacidad de:
1. Utilizar un simulador de laboratorio de física, particularmente de óptica como herramienta para afianzar conocimientos teóricos.
2. Analizar las leyes de reflexión y refracción de la luz estudiados en clase durante el curso de física II a través de la manipulación del simulador de refracción y la elaboración de un informe completo de laboratorio.
3. Visualizar en la práctica las leyes de reflexión y refracción de la luz estudiados en clase.
4. Utilizar la Hoja de Cálculo (Excel) como una herramienta muy versátil que le permite interactuar con otras asignaturas en la recopilación de información, calculo de fórmulas, realización de gráficos y análisis de resultados.
CONOCIMIENTOS Y DESTREZAS PREVIAS DEL ESTUDIANTE
- Manejo del navegador de Internet
- Manejo de la Hoja de Calculo (Insertar Gráficos, Símbolos y Fórmulas)
- Captura de imágenes y manipulación de las mismas
- Manejo del Procesador de Texto Word
- Conocimientos de toma de datos y elaboración de tablas de datos
- Manejo de gráfico de líneas
- Experiencia en la elaboración de informes de laboratorio de ciencias, en particular de física
- Conocimiento de las leyes de Reflexión y Refracción de la luz (leyes de Snell)
RECURSOS Y MATERIALES
- Simulador de refracción en página de Internet
- Hoja de Cálculo de Excel
- Procesador de Texto
- Capturador de imágenes
ESPACIO Y DURACIÓN
- Laboratorio de Integración Física e Informática:
- Cuatro sesiones de 45 minutos cada una.
DESARROLLO
El Profesor deberá:
Para que el estudiante desarrolle con éxito esta actividad, el maestro debe:
1. Desarrollar en el curso de física, durante las clases, las leyes de la reflexión y de la refracción la luz.
2. Ilustrar sobre la forma y los contenidos de la presentación de un informe de laboratorio. (ver observaciones).
3. Dar las direcciones Web en dónde los estudiantes encontrarán los simuladores para trabajar.
4. Orientar al estudiante en el uso de las diferentes aplicaciones para la realización de esta actividad: procesador de texto (informe escrito), hoja de cálculo (manejo de fórmulas y funciones, referencias absolutas y relativas, gráficos, etc.); y del uso del navegador de Internet (barras de herramientas, simulador virtual) para usarlos de manera correcta en la adquisición de información.
5. Presentar el proyecto a la clase y establecer el cronograma de trabajo y la secuencia de pasos para llevarlos a cabo.
6. Revisar y Evaluar el desarrollo del proyecto semanalmente (durante la hora de laboratorio de informática) accediendo al usuario de red para cada uno de los grupos y realizar las observaciones pertinentes.
7. Indicar la forma como se usará durante el desarrollo del proyecto las herramientas informáticas en cada una de las sesiones y como se valorará cada una de ellas
8. Estudiar los informes de laboratorio entregados por los grupos y evaluar su presentación y contenido.
El Estudiante deberá:
Para un desarrollo exitoso de esta actividad, el estudiante debe:
1. Conocer las fórmulas para calcular el ángulo de reflexión (Өr) y el ángulo de refracción (Өr’).
2. Formar grupos de 5-6 estudiantes tal como se hace en el laboratorio real de física.
3. Asignar tareas específicas para cada integrante del grupo.
4. Visitar la página Web: http://www.educaplus.org/luz/index.html
5. Buscar el simulador de Refracción.
6. Asignar los valores del índice de refracción para los dos diferentes medios (Incidencia ni y Refracción nr’).
7. Asignar al menos 10 valores al ángulo de incidencia y tomar nota tanto del ángulo de incidencia como del de refracción, para cada par de índices.
8. Generar en Excel una tabla de datos para cada situación (par de índices) que contenga:
a. -Índices de los dos medios (Incidencia ni y Refracción nr’).
b. -Ángulo de incidencia (Өi).
c. -Ángulo de refracción (Өr’).
d. -Ángulo de reflexión (Өr).
e. -Seno de Өi.
f. -Seno de Өr’
9. Tener en cuenta que en Excel el valor de la función seno se calcula así:
SENO(Ө x PI()/180)
10. Generar en Excel un gráfico para cada situación ni x sen(Өi) vs nr’ x sen (Өr’) en cada par de medios y Өi vs Өr. (No olvidar nombrar cada gráfico).
· Tenga en cuenta que la x que aparece en las fórmulas es el símbolo de producto
11. Utilice el Asistente para gráficos, tipo de Gráfico XY (Dispersión), Subtipo (Dispersión con puntos de Datos conectados por Líneas).
12. Repetir el proceso para 4 pares de medios más.
13. Elaborar un informe completo de laboratorio con todos los items, para ser entregado al profesor de física. (ver observación).
EVALUACIÓN
El profesor evaluará:
En la evaluación del desarrollo de esta actividad se tendrán en cuenta dos aspectos fundamentales:
Física:
1. Uso de un simulador de óptica, en particular de refracción, y la correcta realización de la experiencia virtual (toma de datos y análisis de los mismos) como herramienta para afianzar conocimientos teóricos.
2. Visualizar en la práctica las leyes de reflexión y refracción de la luz estudiados en clase.
3. Análisis de las leyes de reflexión y refracción de la luz estudiados en clase durante el curso de física II a través de la manipulación del simulador de refracción y la elaboración de un informe completo de laboratorio.
4. Adecuada, oportuna y completa presentación del informe.
Informática:
1. Utilizar correctamente la inserción de símbolos en Excel
2. Determinar correctamente las fórmulas y funciones para los diferentes cálculos
3. Utilizar el tipo de gráfico adecuado para representar los valores obtenidos
4. Mantener una relación clara y coherente entre los datos tabulados y la gráfica
OBSERVACIONES:
Es importante tener en cuenta los siguientes aspectos en la presentación del informe de laboratorio:
- Hoja de presentación.
- Título.
- Introducción.
- Objetivos.
- Método experimental.
- Formulación.
- Diagramas.
- Tablas.
- Gráficos.
- Conclusiones.
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