Presentación del grupo 8081 - 2008-1.

PROGRAMA OFICIAL

1.- El punto de vista atomista de la materia.

2.- El punto de vista discreto de la electricidad.

3.- El punto de vista discreto de la radiación.

4.- Propiedades ondulatorias de las partículas.

5.- Átomos y Moléculas

6.- Estado sólido.

7.- El Núcleo.

8.- Interacciones fundamentales.

PROGRAMA y CALENDARIO Agosto de 2007

Ma. de los Angeles Ortiz Flores, Yanet Romero Nava

En este curso se presenta una introducción a la Física Cuántica con una visión actualizada, quetome en cuenta el desarrollo histórico, pero que permita abordar problemas de interés a fin de adquirir una imagen de la física de nuestros días. Al mismo tiempo es indispensable aprender a trabajar con las herramientas y los métodos de esta nueva física. A continuación presentamos, escuetamente, los temas que se quieren abordar en el curso. Los hemos organizado por semana, sin embargo seremos flexibles y se podrá modificar el tiempo programado para algunos temas, tomando en cuenta el interés de los alumnos.

Semana 1. 13-17 Agosto.

Historia. Breve resumen: de los Griegos a las Supersimetrías y Supercuerdas.El punto de vista atomista de la materia. Primeras evidencias (Dalton).Pesos moleculares, pesos atómicos, el número de Avogadro. Tabla periódica.

Experimentos importantes: a)Espectros atómicos, b)El método de Thomson para medir e/m

Semana 2. 20-24 Agosto.

Antecedentes de la física cuántica. El punto de vista discreto de la radiación.

a)La naturaleza ondulatoria de la luz.

b)Emisión y absorción de radiación.

c)Radiación de cuerpo negro. Planck y Radiación de cuerpo negro.

d)El efecto fotoeléctrico

Semana 3. 27-31 Agosto.

Introducción a la Teoría de la Relatividad

Semana 4. 3-7 Septiembre

Teoría de la relatividad especial. El efecto Compton. Producción de pares

Semana 5. 10 – 14 Septiembre.

Primer conjunto de exposiciones. Examen en salón y tarea examen. 10 de Septiembre.

Primeras evidencias físicas de la existencia de los átomos

a) Movimiento browniano

b) Modelo atómico de Thomson.

Semana 6. 17-21 Septiembre

Experimento de Rutherford Bohr. La física atómica de 1913a 1924

Semana 7.24 – 28 Septiembre

De Broglie. Propiedades ondulatorias de las partículas.Principio de incertidumbre de Heisenberg y aplicaciones elementales.La ecuación de Schrodinger. Barreras y pozos de potencial

Semana 8.1-5 Octubre

Barreras y pozos de potencial. Efecto túnel. Microscopio electrónico.El oscilador armónico.

Semana 9.8-12 Octubre

El átomo de hidrógeno.

Semana 10.15-19 Octubre

El espín del electrón. El Principio de exclusión de Pauli.Átomos con muchos electrones. Configuraciones electrónicas y la tabla periódica.

Examen en salón y tarea examen. 22 de Octubre

Semana 11. 22-26 Octubre

Física molecular: Enlaces moleculares.La molécula de hidrógeno. Niveles de energía electrónicos, rotacionales y vibracionales.

Semana 12. 29 y 31 de Octubre

Física del Estado Sólido. Sólidos cristalinos y sólidos amorfos. Cristales iónicos y cristales covalentes.Metales.

Semana 13. 5-9 Noviembre

Ecuación de Scrodinger: teoría de bandas. Semiconductores y dispositivos semiconductores. Transistores y chips. Superconductividad.

Tarea examen. 12 de Noviembre

Semana 14. 12-16 Noviembre

El núcleo atómico. Propiedades estáticas y dinámicas. Modelos Nucleares: modelo de la gota de líquido.Modelo de capas (ecuación de Schrodinger para el núcleo). Los números mágicos.Radiactividad. Decaimiento alfa (efecto túnel) y beta. Radioactividades exóticas.

Semana 15.19-23 Noviembre

Reacciones nucleares. Fisión y fusión. Aplicaciones de la energía nuclear.Reactores de fisión y reactores de fusión.

Semana 16.26-30 Noviembre

Partículas elementales. Interacciones fundamentales. El Modelo estándar y la nueva tabla periódica. Más allá del Modelo Estándar. Supersimetrías y Supercuerdas.

Semana 17. 3-7 Diciembre

Tercer conjunto de exposiciones.Examen en salón y tarea examen. 10 de Diciembre.

TEMAS OPCIONALES.

Dependiendo del interés de los alumnos, algunos temas se podrán presentar en clase o por medio de una conferencia impartida por un especialista. Como ejemplos podemos mencionar: Mecánica cuántica relativista, la ecuación de Dirac; Efectos colectivos: superfluidez y superconductividad; Semiconductores y sus aplicaciones; Relatividad general y Cosmología.

METODOLOGIA

El curso se impartirá de acuerdo con el horario y el temario establecido. Debido a la amplitud del programa propuesto es indispensable el trabajo cotidiano de profesores y alumnos. La bibliografía de cada uno de los temas se dará con anticipación a fin de que los alumnos cuenten con la información previa a la clase y puedan participar activamente. Se asignarán tareas periódicamente y se discutirán los resultados en clase.La evaluación final tomará en cuenta las siguientes actividades con el peso indicado, pero es necesario obtener un promedio de más de 6 en los exámenes de salón para acreditar el curso.

Tareas semanales 20%

Tareas examen 25%

3 Reportes de lecturas 15%

1 Exposición 10%

Exámenes en el salón 30%

Bibliografía

TEXTOS.

A. Beiser, Concepts of Modern Physics, Mcgraw-Hill Co EUA 2003

F.J. Blatt, Modern Physics, Mcgraw-Hill Co EUA 1992R.

Eisberg y R. Resnik, Física Cuántica, Ed. Limusa, México 1978

R. Resnik, Conceptos de relatividad y teoría cuántica, Ed. Limusa, México 1981

L. S. Lerner, Modern Physics, Jones and Bartlett Publishers EUA 1996R.

T. Sandin, Essentials of modern physics, Addison Wesley EUA 1994

R. A. Serway, Physics,Capítulos 40 a 47 Saunders College Publishing EUA 1996

M. R. Wehr andJ. A. Richards, Physics of the atom, Addison Wesley EUA 1960

S. Gasiorowicz, The structure of matter: a survey of modern physics, Addison Wesley EUA 1979

LECTURAS COMPLEMENTARIAS.

J. D. Bernal, La Ciencia en Nuestro Tiempo, UNAM-Editorial Nueva Imagen

I. Asimov, Historia de la CienciaI.

Asimov, El electrón es zurdo. Alianza Editorial 1983I.

Asimov, Breve historia de la química,

I. Asimov, La búsqueda de los elementos, Plaza y Janes Eds. Barcelona 1992

H. García, El químico de las profecías, Pangea Eds. México 1993

B. Russel, ABC de la Relatividad,Planeta/Ariel 1981

M. Jammer, The Conceptual Development of Quantum Mechanics, Mcgraw-Hill Co EUA

George Gamow, Thirty Years that Shook Physics – The Story of Quantum Theory, Dover Publications Inc. 1966

A. Pais, Niels Bohr’s Times, Clarendon Press. Oxford 1993

R. Jungk, Más brillante que mil soles, Ed. Argos, Barcelona 1976S.

Hawking, Historia del tiempo, Drakontos, Crítica, Barcelona 1999

L. Lederman, The God particle, BANTAM Press 1993

M. Gell Mann, The quark and the jaguar,W. H. Freeman an Co. EUA 1994

V. F. Weisskopf Los Primeros tres minutos Alianza Editorial 2000

V. F. Weisskopf The first three minutes,V. F. Weisskopf, Physics in the twentieth century, MIT Press 1972

E. Segre, De los rayos X a los quarks,1980.

Editores: R. A. Carrigan, and W. P. Trower, Particle Physics in the Cosmos, Readings from Scientific American Magazine, W. H. Freeman an Co EUA 1989.

Editores: R. A. Carrigan, and W. P. Trower, Particles and forces at the heart of the matter, Readings from Scientific American Magazine, W.H. Freeman and Co EUA 1990

Glashow, El encanto de la física,

A. H. Guth, El Universo inflacionario, DEBATE pensamiento, España 1999

G. Kane, The particle garden, Addison Wesley EUA 1995

G. Fraser, Antimatter. The Ultimate Mirror. Cambridge University Press 2000

P. Davis, The Last Three Minutes, Phoenix 1995

R. P. Feynman, QED. The Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press 1985

D. Aczel, God’s Equation. Einstein, Relativity and the Expanding Universe, Delta 2000.

Allen y M. A. Herrera, Universo sin Límites, Equipo Sirius, S. A./CONACYT 1990T.

Hey y P. Walters, The new quantum universe, Cambridge University Press, 2003

Brian Greene, El universo elegante, Drakontos-Planeta 2001

Brian Greene, The Fabric of the Cosmos, Vintage Books Random House Inc. 2005

Lee Smolin, Three Roads to Quantum Gravity, Perseus Books Shop 2001

Robert B. Laughlin, A Different Universe, Perseus Books Shop 2005

De la serie La Ciencia desde México del Fondo de Cultura Económica

El hombre y los materiales. Guillermo Aguilar Sahagún

Una ojeada a la materia. Guillermo Aguilar Sahagún et al.

El electrón centenario (165). Eugenio Ley Koo.

Del mundo cuántico al Universo en expansión (129). Shahen Hacyan.

La gran ilusión I. El monopolo magnético. Jorge Flores Valdés

La gran ilusión II. Los cuarqs. Jorge Flores Valdés

La gran ilusión III. Las ondas gravitacionales. Jorge Flores Valdés

El discreto encanto de las partículas elementales. Arturo Menchaca.

De la brújula al espín. El magnetismo.Julia Tagüeña y Esteban Marquina.

Los superconductores.Luis Fernando Magaña.

Albert Einstein: Navegante solitario (31).Luis de la Peña.

Arquitectura de sólidos y líquidos. Eliezer Braun.

La radiactividad. Silvia Bulbulian.

Las radiaciones: reto y realidades. Jorge Rickards Campbell

Las radiaciones II. Jorge Rickards Campbell

Para atrapar un fotón (107). Virgilio Beltrán

Caos, fractales y cosas raras (150).Eliezer Braun.

Un Universo en expansión (1). Luis Felipe Rodríguez

El descubrimiento del Universo. Shahen Hacyan

Los hoyos negros y la curvatura del espacio-tiempo. Shahen Hacyan

Líquidos Exóticos (104). L. García-Colín y R. Rodríguez