1. Mecánica de Rotación: Movimiento Circular Uniforme (MCU)

.- Conceptos de período, frecuencia, velocidad angular y rapidez lineal.

.- Aceleración centrípeta y dinámica de fuerzas centrales.

.- Aplicaciones de las fuerzas de roce en el movimiento circular y en la pérdida de energía.

2. Movimiento Oscilatorio: Movimiento Armónico Simple (MAS) en sistemas elásticos (resortes) y gravitacionales (péndulos)

.- Ecuación de movimiento cinemático: posición, velocidad y aceleración.

.- Frecuencia angular de resortes y de péndulo simple.

.- Energía mecánica total conservativa en el MAS.

.- Oscilaciones amortiguadas.

3. Termodinámica Clásica:

.- Temperatura y escalas térmicas.

.- Calor como energía en tránsito y su equivalente mecánico.

.- Capacidad calorífica y calor específico. Calorimetría y equilibrio térmico en mezclas.

.-Cambios de fase y calor latente.

.- Ecuaciones de estado: gas ideal e introducción a desviaciones de la idealidad 

.- Trabajo termodinámico en procesos de expansión/compresión. Procesos isotérmicos, isobáricos, isocóricos y adiabáticos.

.- Primera Ley de la Termodinámica y conservación de la energía interna.

4. Termodinámica Molecular y Estadística:

.- Modelo cinético molecular (MCM) de gases ideales, grados de libertad de las moléculas y energía interna.

.- Distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann

.- Entropía macroscópica. Interpretación estadística de Boltzmann: microestados y macroestados.

.- Segunda Ley de la Termodinámica (Enunciado de Clausius sobre la irreversibilidad).

I.1: Calcula variables cinemáticas y dinámicas asociadas al MCU (aceleración y fuerzas centrípetas) en sistemas mecánicos en rotación

I.2: Modela y calcula analíticamente la posición, velocidad, aceleración y energía mecánica total de un cuerpo bajo MAS en función del tiempo y las condiciones de contorno.

I.3: Resuelve problemas cuantitativos de calorimetría y cambios de fase que involucran el intercambio calórico en mezclas y la determinación de temperaturas de equilibrio térmico

I.4: Aplica la Primera Ley de la Termodinámica para determinar analíticamente el trabajo, el calor y los cambios de energía interna de un gas ideal en diagramas de presión-volumen.

I.5: Explica cualitativa e intuitivamente el concepto de entropía como medida de la probabilidad molecular y la irreversibilidad de los procesos térmicos a nivel micro y macroscópico.

I.6: Registra mediciones experimentales, identifica las principales fuentes de error experimental (sistemáticas e incertidumbres) y calcula la propagación básica de errores en modelos teóricos simples.

I.7: Elabora reportes formales de laboratorio en equipos de trabajo, comunicando, con lenguaje científico riguroso, tablas y gráficos, el análisis físico del experimento realizado.

1. Campo Magnético y Fuerzas Magnéticas: 

.- Imanes, campo magnético y líneas de campo

.- Fuerza sobre una partícula cargada móvil (Fuerza de Lorentz)

.- Trayectoria de cargas en campos magnéticos uniformes: movimiento rectilíneo, circular plano y helicoidal

.- Dispositivos basados en campos cruzados: Selector de velocidad y Espectrómetro de masas 

.- Fuerza sobre conductores rectilíneos que transportan corriente eléctrica 

.- Par de torsión en espiras de corriente plana. Principio de los motores de corriente continua.

2. Fuentes de Campo Magnético: 

.- Ley de Biot-Savart e introducción a la Ley de Ampère 

.- Campo magnético generado por corrientes: conductor rectilíneo largo, espiras circulares

.- Solenoides o bobinas: cálculo del campo magnético uniforme en su interior. 

.- Principio de funcionamiento de los imanes superconductores en tomógrafos médicos.

3. Inducción Electromagnética: 

.- Experimento de Faraday de la fem inducida

.- Flujo magnético 

.- Ley de Faraday de la inducción electromagnética para una bobina. 

.- Ley de Lenz y la oposición al cambio de flujo magnético.

.- Fuerza electromotriz en movimiento y aplicaciones clínicas directas. 

.- Campos eléctricos inducidos no electrostáticos.

4.- Inductancia, Circuitos y Transformadores:

.- Inductancia mutua y autoinductancia. 

.- Autoinductancia de un solenoide largo. 

.- Transformadores ideales: relación de voltajes, conservación de potencia y transformadores elevadores o reductores de alta/baja tensión.

.- Fundamentos de circuitos transitorios inductivos.

5.- Ecuaciones de Maxwell y ondas EM:

.- Introducción cualitativa a las ecuaciones de Maxwell.

.- Propagación de ondas electromagnéticas (EM): naturaleza autosostenida, velocidad de propagación, vector de Poynting.

.- Espectro electromagnético y cálculo de frecuencias y longitudes de onda en bandas de transmisión e instrumentación.

I.1: Calcula la dirección y la magnitud de la fuerza magnética ejercida sobre cargas eléctricas aisladas y conductores de corriente expuestos a campos magnéticos externos.

I.2: Modela matemáticamente el movimiento helicoidal o circular de cargas en campos magnéticos uniformes y lo aplica al diseño de espectrómetros de masa y selectores de velocidad.

I.3: Determina el valor del campo magnético producido por corrientes eléctricas en conductores y solenoides mediante el uso analítico de la ley de Ampère.

I.4: Aplica las leyes de Faraday y Lenz para calcular las fuerzas electromotrices inducidas en espiras estacionarias con flujo variable y en conductores en movimiento lineal.

I.5: Resuelve problemas de transformación de potencia eléctrica en corriente alterna, calculando voltajes, intensidades y relaciones de vueltas entre el devanado primario y el secundario de transformadores ideales.

I.6: Relaciona matemáticamente el espectro electromagnético (frecuencias y longitudes de onda) con los pulsos de excitación de ondas en aplicaciones tecnológicas aplicadas en biomedicina.

I.7: Ejecuta de forma colaborativa montajes experimentales para registrar fenómenos de inducción eléctrica y analiza críticamente los datos obtenidos mediante análisis de datos, construcción de gráficas, en grupos de trabajo.

I.8: Elabora reportes formales de laboratorio en equipos de trabajo, comunicando, con lenguaje científico riguroso, tablas y gráficos, el análisis físico del experimento realizado.

1. Óptica Ondulatoria e Interacción Luz-Materia:

.- Naturaleza ondulatoria de la luz

.- Interacción con el medio: absorción de energía y disminución de la intensidad. Ley de Beer-Lambert

.- Dispersión de la luz y prismas (Separación angular del espectro visible)

.- Difracción e interferencia básica

.- Límites de resolución angular en instrumentos ópticos y el ojo humano

.- Polarización de la luz: luz polarizada y no polarizada, filtros polarizadores. Polarización por refracción.

2. Óptica Geométrica y Sistemas de Espejos: 

.- Reflexión de la luz y espejos planos (análisis geométrico y tamaño mínimo del espejo). 

.- Espejos esféricos (cóncavos y convexos): ecuación cartesiana de los espejos, radio de curvatura, magnificación lateral y aberración esférica.

3. Refracción y Lentes Delgadas:

.- Ley de Snell de la refracción e índice de refracción 

.- Ángulo crítico y reflexión interna total. Conducción lumínica por fibras ópticas.

.- Lentes delgadas convergentes y divergentes. Ecuación del fabricante de lentes y potencia de lente 

.- Ecuación de lentes delgadas y magnificación lateral 

.- Convenio de signos para lentes delgadas e imágenes formadas por trazado de rayos principales (paralelo, central, focal)

.- Sistemas ópticos con combinación de lentes delgadas 

.- Aberración esférica y cromática en lentes.

4. Biofísica del Sistema Visual Humano:

.- Mecanismo de acomodación del cristalino para la visión lejana y cercana. Punto cercano. 

.- Defectos ópticos refractivos oculares y su corrección con lentes.

5. Instrumentación Óptica Clínica:

.- Microscopio simple (Lupa): Magnificación angular máxima y acomodación al infinito 

.- Microscopio compuesto clínico: Formación de imágenes mediante la combinación de los lentes objetivo y ocular. Aumento lateral del objetivo, aumento angular del ocular y aumento total 

.- Telescopio refractor (Galileo y terrestre)

I.1: Aplica la ley de Snell, la refracción y el índice de refracción para describir el cambio de trayectoria y de velocidad de la luz al atravesar cubiertas transparentes y prismas dispersivos.

I.2: Calcula el ángulo límite de reflexión interna total y explica geométricamente cómo este fenómeno permite la conducción de la luz en endoscopios de fibra óptica médica.

I.3: Determina el tamaño, la posición, la orientación y la naturaleza (real o virtual) de la imagen formada por sistemas de lentes delgadas utilizando el trazado geométrico de rayos y la ecuación cartesiana.

I.4: Calcula el radio de curvatura y la potencia óptica en dioptrías requeridos por una lente menisco o biconvexa mediante la ecuación del fabricante de lentes.

I.5: Analiza los defectos visuales refractivos (miopía e hipermetropía) y calcula cuantitativamente la potencia, en dioptrías, de las lentes compensatorias necesarias para posicionar el foco sobre la retina del paciente.

I.6: Determina el aumento total de un microscopio clínico compuesto a partir de la longitud del tubo y de las distancias focales del objetivo y del ocular.

I.7: Explica cómo los límites físicos impuestos por la difracción de la luz y la apertura afectan la resolución angular de un microscopio de alta resolución y del ojo humano.

I.8: Redacta colaborativamente un informe técnico-experimental de laboratorio, evaluando críticamente las discrepancias entre los datos medidos de lentes/espejos y los modelos teóricos de óptica geométrica.