U1 - L’ORIGEN DE L’UNIVERS I DE LA VIDA


Què creieu que treballarem a Ciències per al món

contemporani?

Creus que la ciència és una part essencial de la cultura general i que

tots els alumnes de batxillerat haurien d’adquirir una formació

mínima que els permeti comprendre-la i prendre decisions?


LA CIÈNCIA

Divisió històrica del coneixement

Humanístic

Científic

Un ciutadà del segle XXI necessita coneixements d’ambdues branques per OPINAR, PRENDRE DECISIONS i PARTICIPAR.

La ciència engloba un conjunt de coneixements i una manera d’intentar saber més coses del nostre entorn. La ciència és el fruit de la CURIOSITAT innata de l’ésser humà i de la seva recerca de la VERITAT.

Scientia = Coneixement


LA CIÈNCIA

Conjunt de coneixements ordenats obtinguts mitjançant l’observació i el raonament a partir dels quals es dedueixen lleis i principis generals.Ciència

MÈTODE CIENTÍFIC

Ciència vs TecnologiaExplica fenòmens naturals

donant així resposta a curiositats o problemes

plantejat.

Proporciona mitjans, procediments i tècniques que

permeten a l’ésser humà millorar el seu entorn i satisfer

les seves necessitats.

Complementarietat


CLASSIFICACIÓ DE LES CIÈNCIES (segons l’objectiu d’estudi)

• Ciències formals o bàsiques: La recerca no té finalitats pràctiques immediates, sinó quepretenen aprofundir en el coneixement dels principis fonamentals.

• Ciències empíriques o aplicades: Es basen en l’experimentació per explicar elsfenòmens i apliquen el coneixement científic per resoldre problemes pràctics.


El mètode científic és un procediment sistemàtic iordenat, que consta de diversos passos o fases, quepermet investigar i així construir el coneixement científic.

Fenòmens observables

Coneixement científic

Ciència

Racional

Explicatiu

Clar i precís

Veritable

Analític

EL MÈTODE CIENTÍFIC



1- OBSERVACIÓ2- PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA3- FORMULACIÓ D’HIPÒTESIS4- DISSENY D’EXPERIMENTS I EXPERIMENTACIÓ5- ANÀLISI DE RESULTATS6- CONCLUSIONS7- PUBLICACIÓ

Etapes del mètode científic


1- OBSERVACIÓ

2- PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA

S’examina l’entorn per cercar un problema a investigar i aconseguir recopilar informació.

Dades qualitatives Dades quantitatives

Formulació d’una pregunta sense resposta segura que permeti experimentar.

Per què …? Com ocorre …? De què depèn …? Quan …?

3- FORMULACIÓ D’HIPÒTESIS

Possible explicació o resposta del problema pendent de ser demostrada o refutada.

Potser ... Crec que ... Podria ser que ...


La hipòtesi pot resultar ser falta o verdadera, però sobretot ha de poder ser contrastable.


4- DISSENY D’EXPERIMENTS I EXPERIMENTACIÓ

5- ANÀLISI DE RESULTATS


A) Definició de les variablesVariables: Allò que creiem que afecta a l’experiment.

Les variables cal modificar-les una a una i veure com afecten.

• Variable independent: Factor que es pot controlar i es modifica durant l’experiment.• Variable dependent: Factor que varia com a conseqüència de modificar la variable independent.

B) Dissenyar l’experiment (material, passos, mesures ...)

C) Grup control o de referència

D) Obtenció dels resultats (taules, gràfics, càlculs ...) Es reprodueix el fenomen estudiat modificant les variables per observar els resultats.

S’ordenen els resultats obtinguts, es tracten i es valoren.

Verificació de la hipòtesi

Refutació de la hipòtesi. Formulació d’una hipòtesi novaPoden succeïr dues coses


7- PUBLICACIÓ


6- CONCLUSIONS

Un cop fet l’estudi i analitzats els resultats s’extreuen conclusions, les quals de vegades poden portar a la formulació de lleis i teories científiques.

TEORIA: Explicació d’un fet vàlida per un temps, pot ser modificada.

LLEI: Explicació d’un conjunt de fets que és considerada permanent , vàlida sempre, i per això no s’acostuma a modificar mai.

Els resultats obtinguts durant la investigació es comuniquen per fer-los públics dins la comunitat científica o la societat.


Activitat 9. CIÈNCIA I PSEUDOCIÈNCIA

Feu una llista de característiques que creieu que té la ciència alhora de generar nous coneixements:

Feu una llista de les característiques que creieu que té la pseudociència (astrologia, tarot, parapsicologia, etc.) alhora de generar nous coneixements:

Fes la teva pròpia caracterització o definició del coneixement científic que reculli algunes de les condicions que ha de tenir una bona explicació dels fets (a-f).


Qüestionari del vídeo “Ciència animada”1) Què vol investigar el protagonista?2) Quina creus que és la seva hipòtesi?3) Quina és la variable dependent que s’estudia?4) Quines són les variables independents estudiades?5) Un cop fets els experiments, quina és la conclusió final?6) Imagina’t que comparem una planta a la que li dóna el sol i se

li parla amb una altra planta situada a l’ombra a la qual no se li parla. Considerant l’experiment del vídeo, que creus que s’observaria? Es podria arribar a alguna conclusió en aquest cas?

7) Se t’acut alguna altra variable que consideris que pugui afectar a l’experiment realitzat? Anota-la i formula la teva hipòtesi.

8) Com realitzaries l’experiment per tal de comprovar la teva hipòtesi?


Activitat de l’experiment de Francesco RediQüestions1) Quina és la hipòtesi de Francesco Redi en relació a l’aparició de cucs sobre els cossos morts? Escriu la frase on l’enuncia (pots copiar-la literalment).

2) a) Quines són les variables independent i dependent de l’experiment de Redi?

b) Quin és el control d’aquest experiment ?

3) En el text de Redi, estan enunciades les conclusions de l’experiment? En cas afirmatiu, escriu la frase on les enuncia (pots copiar-la literalment). En cas contrari escriu com podrien ser les conclusions d’aquest experiment.

Unitat 1. L’origen de l’Univers

i de la vida

1.1. L’origen i l’evolució de l’univers

1.2. Formació i dinàmica de la Terra

1.3. L’origen de la vida i dels primers organismes

Objectius:

1) Conèixer les teories sobre l’origen i l’evolució de l’Univers.

2) Descriure algunes característiques rellevants de l’Univers.

3) Descriure el procés de formació de la Terra i la seva diferenciació en capes.

4) Identificar els processos geològics en el marc de la tectònica global.

5) Definir el concepte d’ésser viu.

6) Conèixer les teories sobre l’origen de la vida.

1.1 L’origen i l’evolució de l’Univers.

L’Univers és el conjunt de tota la matèria i energia existent i l’espai en què es troben.

La part que podem observar s’anomena univers observable.

Antiguitat de l’Univers:

13 800 m. a. (milions d'anys).

Dimensions de l’Univers

observable:

46 000 m. anys llum.

Composició de l’Univers:

2


Activitat 2. EL CALENDARI CÒSMICObserva el calendari còsmic terrestre que resumeix els fets mésrellevants de l’evolució de la terra resumits com si es tractés d’unany terrestre. És una variació del calendari còsmic de Carl Saganque resumeix l’evolució de tot l’univers com si fos un anyterrestre.


Activitat 2. EL CALENDARI CÒSMIC1.- Podries calcular l’escala aproximada? (Tingues present unaedat de la Terra de 4500 milions d’anys)


Activitat 2. EL CALENDARI CÒSMIC2.- En quin moment del 31 de desembre hauria aparegutl’espècie humana?


Activitat 2. EL CALENDARI CÒSMIC3.- Busca informació sobre el calendari còsmic de Carl Sagan (el de tot l’univers) i indica:A) a quina data apareixeria la Terra 14 de SetembreB) a quina data es formaria el Sistema Solar 9 de SetembreC) a quin la vida sobre la Terra 2 d’Octubre

Teoria de la gran explosió (Big Bang)

L’Univers es va originar amb una gran explosió a partir d’una singularitat inicial.

Aquesta gran explosió va projectar tota la matèria i energia.

Segons la teoria de la relativitat, l’energia i la matèria són intercanviables i, si la matèria viatja a velocitats grans augmenta la massa.

Al cap de 3 segon els únics àtoms existents eren H i He, després es van formar els altres.

10-6 sS’uneixen els quarks per formar protons i neutrons.

102 sEls protons i neutrons van formar nuclis atòmics.

L’Univers es va fer fosc (opac).

1013 s

Es van formar els primers àtoms d’hidrogen i d’heli.

Els fotons es van dispersar i van recórrer grans distàncies (radiació

de fons). Es va continuar refredant fins a 3000 K

Els fotons, en separar-se de la matèria, van originar la llum.

L’Univers es va fer transparent.

200 m. a.Es van formar les primeres galàxies i estrelles. Va continuar el

refredament. La temperatura mitjana actual és de 2,65 K

Al cap de… Evolució de l’Univers

10-43 s

L’Univers va començar a refredar-se i a dilatar-se a una velocitat

superior a la de la llum. Tenia un diàmetre de 10-28 cm, una densitat

gairebé infinita i una temperatura de 1032 K. Es separa la força

gravitatòria.

10-32 s

Es separa la força d’interacció nuclear forta. Diàmetre de 7-8 cm

Es formen les partícules elementals (quarks i leptons).

L’Univers es va fer homogeni i pla. Temperatura de 1025 K

10-12 s Es separen la força electromagnètica i la força nuclear feble.

L’EVOLUCIÓ DE L’UNIVERS

• Separació de la forces fonamentals

Abans del Big Bang, tota la matèria estava en forma d’energia i les forces,

agrupades en una superforça.

La força gravitatòria es va separar de les altres poc després del Big

Bang, i el refredament de l’Univers durant l’expansió va provocar la

separació de la força nuclear forta.


• Formació de les partícules nuclears

Els quarks es van unir gràcies a

la disminució de la temperatura de

l’Univers i van poder formar els

protons i els neutrons.


• Formació dels primers elements

La fusió de protons i neutrons va formar àtoms d’elements lleugers (H i He).

• Formació d’estructures

La matèria es va anar agrupant en determinades regions de l’espai formant

estrelles, galàxies, etc.

Evidències de la gran explosió

• Les galàxies s’allunyen.

• L’existència de la radiació

de fons (igual en totes les

direccions de l’espai) que

serien restes de la radiació

emesa pels cossos inicials.

• Els elements més abundants a l’Univers són l’H i l’He (99%)

15

Imatge de la radiació de fons.


Activitat 1: Llegeix el text per tal de respondre a les següents qüestions

1. Quina és la diferència entre Univers i cosmos?2. Quins són els elements més abundants a l’Univers?3. Què és la via làctia?4. Què és la matèria fosca?5. Quina és la unitat de mesura de l’Univers?6. Quina edat té l’Univers?7. Quina és la velocitat de la llum?8. Quina distància ha recorregut la llum que va sortir del Sol en

el moment del teu naixement?9. Què és l’energia fosca?

4

1. Què explica l’heliocentrisme? En què es diferencia del

geocentrisme?

2. Què és una galàxia? Exemples. Què és una estrella?

Exemples

3. Què és un forat negre?

4. Com es pot diferenciar un planeta d’una estrella?

5. Quins són i en quin ordre es situen els planetes del Sistema

Solar?

6. Què és un telescopi? I un accelerador de partícules?

Deures: Trobar una explicació senzilla, clara, entenedora i fàcil de recordar que

doni resposta a les següents qüestions:


Activitat Els components de l’UniversEn grups de 4 cal que realitzeu els dos exercicis de la Fitxa “Els components de l’Univers”.

Exercici 1: Definicions senzilles i breus de conceptes.

Exercici 2: Identificació d’imatges.


Activitat Els components de l’Univers

ESTELCos esfèric format per gasos (H i He) i pols interestel·lar amb la capacitat d’emetre llum

i energia gràcies a les reaccions de fusió nuclear.



SUPERNOVAExplosió estel·lar.



NEBULOSAZona de l’espai on s’acumula gas i matèria interestel·lar.



SOLEstel groga situada al centre del Sistema Solar.

És l’estrella més propera a la Terra i està formada per un 71% d’H, un 27% d’He i un 2%

d’altres. Es troba a la meitat de la seva vida.



SISTEMA SOLARConjunt format per un estel central, el Sol, i un gran nombre de cossos planetaris units

per gravetat (planetes, asteroides, cometes i meteorits).



PLANETACos esfèric sense llum pròpia que gira al voltant d’una estrella.

Al Sistema Solar hi ha 8 planetes: Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i

Neptú.

La composició dels planetes és variable, alguns són gasosos i altres rocosos.

•Planetes interiors: Són els més pròxims al Sol i de

composició rocosa. (Mercuri, Venus, Terra i Mart).

• Planetes exteriors: Són els més allunyats del Sol i de

composició gasosa. (Júpiter, Saturn, Urà, Neptú)



ASTEROIDERoques més petites que un satèl·lit que orbiten al voltant del Sol.

La majoria es troben entre Mart i Júpiter formant el cinturó d’asteroides.



METEORITFragments d’asteroides o cometes que viatgen per l’espai i impacten contra altres

cossos del Sistema Solar.

Generalment quan els meteorits travessen l’atmosfera s’encenen i es veuen com una

llum que creua el cel a gran velocitat.



COMETACos celeste format per gel, pols i gasos que es mou per l’espai.



VIA LÀCTIAGalàxia espiral de la qual forma part el Sistema Solar.



GALÀXIAAgrupació d’estrelles, planetes, gasos, pols i asteroides que giren al voltant d’un centre

comú.

La nostra galàxia és la Via Làctia.



FORAT NEGRERegió de l’espai on una gran quantitat de matèria està concentrada en un punt petit.

Són punts de densitat molt elevada que creen un camp gravitatori tan gran que tota la

matèria que hi arriba és arrossegada cap al seu centre on queda retinguda.

U1 - L’ORIGEN DE L’UNIVERS I DE LA VIDA -...

Documents

Transcript of U1 - L’ORIGEN DE L’UNIVERS I DE LA VIDA -...