Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales Departamento: Fisica Área: Area I: Basica |
I - Oferta Académica | ||||||||||
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II - Equipo Docente | ||||||||||||
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III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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IV - Fundamentación |
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Esta asignatura esta destinada a que el alumno aprenda los principios de la física moderna, su desarrollo histórico y su evolución a lo largo del último siglo, su relación con las teorías preexistentes de la física (mecánica newtoniana y electromagnetismo), y sus aplicaciones.
El programa abarca un desarrollo secuencial de la física de átomos, moléculas, sólidos y núcleos. El curso contiene numerosas experiencias de laboratorios destinadas a ilustrar y analizar fenómenos de naturales cuántica en sistemas atómicos, moleculares, materia condensada y núcleos. |
V - Objetivos |
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. Aprender los principios de la Mecanica Cuántica
. Comprender los estados de la materia y sus propiedades fisicas en términos de los principios de la Mecanica Cuántica . Adquirir habilidad para la aplicación de los principios en la resolución de problemas y situaciones prácticas. . Llevar a cabo experimentos fundamentales de la fisica cuántica. . Comprender el desarrollo histórico de la Física de este siglo y su influencia sobre otras ciencias. |
VI - Contenidos |
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UNIDAD 1: ONDAS Y PARTICULAS
Cuantizacion de la carga eléctrica y la masa. Cuantizacion de la radiación electromagnética. Evidencias experimentales. Radiación de cuerpo negro. Interacción de la radiación con la materia. Efecto fotoeléctrico. Espectro continuo de rayos x. El foton. Efecto Compón. Producción y aniquilación de pares. Hipótesis de De Broglie. Difracción de Ondas y Partículas. UNIDAD 2: INTRODUCCION A LA MECANICA CUANTICA Principio de complementariedad de Bohr. Descripción de partículas con paquetes de onda. Función de onda. Interpretación estadística de la función de onda. Principio de incerteza de Heisemberg. Ecuación de onda de Schrodinger. Partículas en pozos de potencial. Oscilador armónico cuantico. Potenciales de escalón y barrera finitos. UNIDAD 3: EL ATOMO; ESTRUCTURA Y ESPECTROS Modelo de Thompson y sus limitaciones. Modelo de Rutherford. Espectro atómico. Modelo Planetario clásico del hidrogeno. Modelo de Bohr. Niveles discretos de energía. Verificación experimental. Principio de correspondencia. Modelo de Bohr-Sommerfeld. Ecuación de Schrodinger para le átomo de hidrogeno. Interpretación física de los números cuanticos. Experimento de CERN-Gerlach. Espin del electrón. Interacción espin-orbita. Estructura fina del hidrogeno. Átomos hidrogenoides. UNIDAD 4: ATOMOS MULTIELECTRONICOS: ESTRUCTURA Y ESPECTROS Espectro óptico y estructura electrónica. Principio de Exclusión de Pauli y configuración electrónica. Espectro de átomos con un electrón de valencia. Momento dipolar magnético y precesion de Larmor. Efecto Zeeman. Espectro de rayos x. Ley de Moseley. Tabla Periódica. UNIDAD 5: MOLECULAS: ESTRUCTURA Y ESPECTROS Estructura de moléculas. Enlaces iónicos y covalentes. El rotor rígido cuantico- Espectro de moléculas diatomicas. Espectros rotacionales y vibracionales. Estadísticas de Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein y Fermi Dirac. El Láser UNIDAD 6: TEMAS COMPLEMENTARIOS: Enlaces y estructura electrónica de sólidos. Fuerzas nucleares, estructura y estabilidad del núcleo. Teoría Especial de la Relatividad. |
VII - Plan de Trabajos Prácticos |
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1. Difracción: Rendija simple, doble y redes. Experiencia cualitativa introductoria
2. Medición de la velocidad de la luz 3. Interferometria: Interferómetro de Michelson. 4. Cuantizacion de la carga eléctrica. Experimento de Millikan. 5. Determinación de la relación carga masa (e/m) del electrón. 6. Efecto fotoeléctrico: determinacion de la constate de Planck 7. Radiación Térmica: Ley de Stefan-Boltzmann 8. Difracción de electrones en policristales: Determinacion de la longitud de onda del electron. 9. Espectroscopia de emisión: Na, Hg, Cd, Ne. Espectroscopia de comparación 10. Interacción espin-orbita. Observación del doblete de sodio y determinación de longitudes de onda. 11. Resonancia de espin electrónico. Efecto Zeeman. Determinación del factor de giro magnético g del electrón |
VIII - Regimen de Aprobación |
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CONDICION DE APROBACION
1. Aprobación de cuatro exámenes parciales. Cada parcial se aprueba con el 70%. Cada parcial tiene una recuperación. 2. Realización de las experiencias de laboratorio. Hasta un máximo de 2 experiencia de laboratorio pueden recuperarse en caso de inasistencia justificada. 3. La asignatura se aprueba mediante examen final oral, o mediante promoción por aprobación de primera instancia de todos los parciales y de una exposición integradora complementaria por parte del alumno ante el equipo de la asignatura y de los alumnos. |
IX - Bibliografía Básica |
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[1] Introduction to Special Relativity. R. Resnick, Academic Press, N.Y. , 1971.
[2] Conceptos de Relatividad y Teoría Cuántica. R. Resnick, Academic Press, N.Y. , 1971. [3] Física Cuántica. R. Eisberg, R. Resnick, Limusa, 1978. [4] Fundamentos de Física Moderna. R. Eisberg, Limusa, 1978. [5] An introduction to quantum physics. A.P. French, J. Taylor, London apman & Hall, 1979. |
X - Bibliografia Complementaria |
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[1] Fisica vol III. M. Alonso, E. Finn, Addison Wesley
[2] Física, vol III, Mecánica Cuantica, R. Feynman, 1971. [3] Relatividad Especial. A.P. French, Reverte [4] Física Moderna. P. A. Tipler [5] Quantum Mechanics, Vol I y II, C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloë, J. Wiley & Sons Ed. |
XI - Resumen de Objetivos |
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Aprender los principios de la Mecánica Cuántica y familiarizarse con sus aplicaciones, con el afán de comprender los estados de la materia y sus propiedades fundamentales.
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XII - Resumen del Programa |
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UNIDAD 1: ONDAS Y PARTICULAS
UNIDAD 2: INTRODUCCION A LA MECANICA CUANTICA UNIDAD 3: EL ATOMO; ESTRUCTURA Y ESPECTROS UNIDAD 4: ATOMOS MULTIELECTRONICOS: ESTRUCTURA Y ESPECTROS UNIDAD 5: MOLECULAS: ESTRUCTURA Y ESPECTROS UNIDAD 6: TEMAS COMPLEMENTARIOS: Enlaces y estructura electrónica de sólidos. Fuerzas nucleares, estructura y estabilidad del núcleo. Teoría Especial de la Relatividad. |
XIII - Imprevistos |
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