01. DATOS ADMINISTRATIVOS
ESCUELA : INGENIERIA DE SISTEMAS
AREA :
CIENCIAS BASICAS
CURSO :
FÍSICA MODERNA
CODIGO DEL CURSO : CB-313
PRE-REQUISITO : FÍSICA II (CB-312)
SISTEMA DE EVALUACION :
G
CREDITOS : 3
PROFESOR : Mg. PERCY V. CAÑOTE
FAJARDO
02. SUMILLA
La asignatura se organiza en función a cinco áreas importantes en
física. Inicia abordando el tema de la Relatividad Restringida
y General pasando luego a Física Cuántica, donde se examinan los
fenómenos iniciales precedentes y a continuación fotones, electrones y átomos,
la naturaleza ondulatoria de las
partículas, estructura atómica, moléculas y materia condensada. Física
Nuclear, Física de Partículas y Cosmología.
03. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
A. GENERALES
3.1.
Se pretende complementar la
formación la formación básica del ingeniero con temas de Física Moderna y
profundizar en el conocimiento de los fenómenos físicos, con especial interés
en materias propias de esta ingeniería, como la Física de Semiconductores, la Ciencias de Materiales, la Propagación de Ondas y
la Fotónica.
3.2.
Introducir los conceptos y
fenomenología de la
Física Moderna entregando al estudiante una base intuitiva y
operativa del tema, que lo capacite para comprender la física cuántica o áreas
de física aplicada relevantes en el desarrollo de la tecnología actual.
3.3.
Dar al estudiante una
presentación clara y coherente de los principios y conceptos de la Física Moderna.
3.4.
Desarrollar la capacidad de
razonamiento en el estudiante, y el aprendizaje significativo, es decir, la
habilidad de interpretar y usar el conocimiento en situaciones no idénticas a
aquellas en las que fue inicialmente adquirido.
B. ESPECIFICOS
3.1.
Identificar a la luz como forma
de radiación electromagnéticas
3.2.
Analizar la naturaleza
corpuscular de la luz y su interacción con la materia.
3.3.
Proporcionar los conocimientos
básicos de las dos partes fundamentales de la Física actual: la Relatividad y la Mecánica cuántica.
3.4.
Alcanzar una visión general de
algunas de las aplicaciones de la mecánica cuántica.
3.5.
Alcanzar una visión general de
algunas de las aplicaciones de la mecánica cuántica en el campo de la física
atómica y de la física nuclear.
3.6.
Familiarizar al estudiante con
algunos de los experimentos de a la Física Moderna.
3.7.
Desarrollar y aplicar los
principios y leyes que expliquen los fundamentos de la física moderna, relacionándolos
a una amplia gama de interesantes aplicaciones al mundo real.
3.8.
Inculcar al estudiante
responsabilidad en su propio proceso de aprendizaje, y tenga una actitud
positiva hacia la ciencia en general, y en particular hacia la Física.
3.9.
Realizar experimentos de
Laboratorio que permitan validar la teoría.
3.10.
Desarrollar en el estudiante
hábitos de disciplina, responsabilidad y puntualidad en los trabajos
individuales y de grupo.
3.11.
Aprender técnicas, y adquirir
hábitos o modos de pensar y razonar.
3.12.
Cultivar en el futuro
profesional la capacidad de abstracción para la solución de problemas y la
necesidad de la aprehensión del conocimiento básico de las ciencias naturales.
Además desarrollar habilidades para la experimentación y medición de fenómenos
naturales.
04. METODOLOGIA.
4.1.
Las clases se desarrollan en
forma expositiva con la participación activa de los estudiantes, haciendo
énfasis en el análisis de los contenidos y sus aplicaciones.
4.2.
En las prácticas dirigidas se
desarrollaran problemas aplicativos para reforzar los conceptos teóricos
fundamentales y profundizar algunos temas de importancia.
4.3.
Se plantean un conjunto de
situaciones los cuales deberán ser analizados haciendo uso del ordenador,
mediante la técnica de simulación.
4.4.
El desarrollo de las prácticas
será empleando el método experimental o mediante seminarios y/o trabajos de
grupo. Se introducirán las técnicas del ABP y AC.
05. CONTENIDO PROGRAMATICO
5.1.
UNIDAD UNO
1a Semana
Relatividad
Restringida
Introducción. Invarianza de las leyes físicas. Simultaneidad. Las
transformaciones de Lorentz. Diagrama espacio- tiempo. Aplicaciones.
2a Semana
El
efecto Doppler para ondas electromagnéticas. Cantidad de tiempo relativista.
Energía. Mecánica Newtoniana relativista. Aplicaciones.
3a Semana
Relatividad General
Generalidades. Aplicaciones.
5.2. UNIDAD DOS
4a Semana
Introducción a la Mecánica Cuántica
Introducción. Fenómenos antecedentes. Radiación de cuerpo negro,
efecto fotoeléctrico, efecto Compton, RX, líneas espectrales.
5.3. UNIDAD
TRES
5a Semana
Fotones,
electrones y átomos
Introducción.
Emisión y absorción de luz. El efecto fotoeléctrico. Espectros de líneas y
niveles de energía. Aplicaciones.
6a Semana
El núcleo atómico. El modelo de Bohr. El láser.
Producción y dispersión de rayos X. Espectros continuos. Dualidad onda
partícula. Aplicaciones.
7a Semana
EXAMEN PARCIAL
5.4. UNIDAD
CUATRO
La naturaleza
ondulatoria de las partículas.
8a Semana
Introducción. Ondas de Broglie. Difracción de los
electrones. Probabilidad e incertidumbre. El microscopio electrónico. Funciones
de Onda. Aplicaciones.
5.5. UNIDAD
CINCO
Mecánica
Cuántica.
9a Semana
Partícula
en una caja. La ecuación de Schroedinger. Pozo de potencial. Barrera de
potencial y efecto túnel. El oscilador armónico. Aplicaciones.
5.6. UNIDAD
SEIS
Estructura atómica
10ª Semana
Introducción.
El átomo de hidrógeno. El efecto Zeeman. El Espin del electrón. Átomos de múltiples electrones. Y el
principio de exclusión de Pauli. Espectros de rayos X. Aplicaciones.
5.7. UNIDAD
SIETE
Estructura
Molecular
11ª Semana
Introducción.
Tipos de enlaces moleculares. Espectros moleculares. Estructura de los sólidos.
Bandas de energía. Aplicaciones.
5.8. UNIDAD
OCHO
Física nuclear
12ª Semana
Introducción. Propiedades de los núcleos. Enlace
nuclear y estructura nuclear. Estabilidad y radiactividad nuclear. Actividades
y vidas medias. Aplicaciones.
13ª Semana
Efectos
biológicos de la radiación. Reacciones nucleares. Fisión nuclear. Fusión
nuclear. Aplicaciones.
5.9. UNIDAD
NUEVE
Física de
partículas. Astrofísica y Cosmología
14ª Semana
Introducción. Historia de las partículas fundamentales. Aceleradores
y detectores de partículas. Partículas e interacciones. Quarks y camino
óctuplo. Modelo estándar. Aplicaciones.
15ª Semana
La expansión del universo. El fondo de radiación de microondas.
Materia oscura. El principio del tiempo; big bang. Aplicaciones.
16ª Semana
Examen
Final
17ª Semana
Examen
sustitutorio
06.
BIBLIOGRAFIA
6.1R. Serway, C.J.
Moses, C.A. Moyer. Física Moderna. Ed. Thomson, 3ra
edición (2006).
6.2. R. Serway. Física. T II; Mc Graw Hill, 4ta
edición (1998).
6.3. Sears & Zemansky, Young, Freedman. Física Universitaria.
Vol. II; Addison Wesley Longman, 9na
edición (1998).
6.4. P. A. Tippler. Física Moderna. Ed. Reverté,
1994.
6.5. J. P. McKelvey. Física
del estado sólido y de semiconductores. Ed. Limusa. México 1976.
6.6. Alonso, Marcelo.
Física. Ed. Addison Wesley
Iberoamericana. S.A. U.S.A. 1995.
6.7. Eisberg, Lerner, Física. Ed. Mc. Graw Hill
1986.
6.8. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker. Fundamental
of Physics, Ed. Wiley, 1993.
6.9. P. A. Tippler. Física. Ed. Reverté, 1994.
6.10. H. D. Young.
University Physics.
6.11. R. Feynman, Leighton, Sands, Física, Vol I y
III. Ed. Addison Wesley Iberoamericana. S.A.
U.S.A.
