Presentación del grupo 8676 - 2009-1.

12/08/2008

INTRODUCCION A LA FISICA CUÁNTICA (Semestre 2009-1)(Física Moderna I)

Profesor: Juan Carlos Alonso Huitrón, IIM, UNAM, cub. C-214

Ayudante: Carlos Alberto Guerrero Peña, IA, UNAM, cub. 246

1.1Partículas clásicas. Mecánica de Newton. Transformaciones de Galileo. 1.2Termodinámica y teoría cinética de gases. 1.3Teoría atómica de la materia. Tabla periódica.1.4Ondas. Óptica: teoría ondulatoria y corpuscular.1.5Electromagnetismo (Ecuaciones de Maxwell). 1.6Ondas electromagnéticas y naturaleza ondulatoria de la luz.1.7Leyes de conservación y fuerzas fundamentales.1.8Problemas sobresalientes de 1895: Medio electromagnético. Electrodinámica y mecánica. Radiación de cuerpo negro.1.9En el horizonte: Descubrimiento de los rayos-X. Descubrimiento de la radiactividad. Descubrimiento del electrón. Descubrimiento del efecto Zeeman.

RELATIVIDAD ESPECIAL

2.1Transformaciones de Lorentz. 2.2Postulados de Einstein. 2.3Dilatación del tiempo y contracción de la longitud.2.4Transformación de velocidades. 2.5Momentum, energía cinética y energía total relativistas.2.6La equivalencia masa- energía.

FÍSICA CUANTICA

3.La naturaleza cuántica de la luz (El punto de vista discreto o corpuscular de la radiación)

3.1Radiación de cuerpo negro. 3.2Emisión Cuantizada (Ley de Planck). 3.3Series espectrales del hidrógeno. 3.4Efecto fotoeléctrico. Fórmula de Einstein. 3.5Concepto de fotón y teoría cuántica de la radiación.3.6Efecto Compton.

4.La naturaleza atómica de la materia y estructura atómica

4.1Tubo de rayos catódicos de Thomson. Descubrimiento del electrón. 4.2Experimento de Millikan para medir la carga del electrón4.3Efecto Zeeman. Teoría del electrón de Lorentz4.4Modelo atómico de Thomson vs series espectrales del hidrógeno. 4.5Experimentos de dispersión y modelo atómico de Rutherford.4.6Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno. Niveles de energía discretos4.7Átomos multielectrónicos. Experimento de Franck-Hertz

5.Propiedades ondulatorias de las partículas y Mecánica Cuántica

5.1Longitud de onda de de Broglie, dualidad onda-partícula 5.2La función de onda5.3Principio de incertidumbre de Heisemberg y aplicaciones elementales5.4Difracción de electrones. Microscopios electrónicos.5.5Ecuación de onda de Schrödinger para partícula libre 5.6Paquetes de ondas y velocidad de grupo.5.7Ecuación de Schrödinger con potencial. Estados estacionarios.5.8Algunos postulados básicos de la mecánica cuántica. 5.9Partícula en una caja. Niveles de energía discretos y estados estacionarios5.10El oscilador armónico. Método WKB5.11Efecto túnel. Microscopios de tunelaje y de fuerza atómica

6.Átomos y Moléculas

6.1El átomo de hidrógeno. Cuantización de la energía y del momento angular orbital. 6.2Spín del electrón y momento angular total. Interacción spín-orbita.6.3Átomos hidrogenoides.6.4Átomos multielectrónicos. Números cuánticos y principio de Exclusión de Pauli6.5Tabla periódica de los elementos. Configuraciones electrónicas y reactividad química6.6Moléculas diatómicas 6.7Moléculas poliatómicas

7.Estado sólido

7.1Tipos de sólidos.7.2Conductividad eléctrica7.3Teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos.7.4Conductores, semiconductores y aislantes según la teoría de bandas de energía.7.5Función de distribución de energía de electrones clásica y cuántica. Nivel de Fermi.7.6Gas de electrones libres7.7Semiconductores intrínsecos y extrínsecos7.8Dispositivos semiconductores7.9Superconductividad

8.Física nuclear y partículas elementales

8.1Espectrómetros de masas. Isótopos.8.2Tamaños y masas nucleares. El neutrón8.3Modelos nucleares.La fuerza fuerte. 8.4Energía nuclear de amarre y defecto de masa. 8.5Decaimiento radioactivo, a, b, y g8.6Reacciones nucleares, fisión y fusión8.7Aceleradores de partículas cargadas. 8.8Clasificación de partículas elementales e interacciones fundamentales

Bibliografía

Stephen T. Thornton and Andrew RexModern Physicsfor Scientist and Engineers, second editionThomson Learning, Inc., México, 2002, ISBN 0-03-006049-4

Raymond A. Serway, Clemente J. Moses and Kurt A. Moyer Modern Physics, third editionThomson Learning, Inc., México, 2005, ISBN 0-534-40624-6

Arthur BeiserConcepts of Modern Physics, fifth editionMcGraw-Hill, New York, 1995, ISBN 0-07-113849-8

McKelvey J. P. Física del Estado Sólido y de Semiconductores Ed. Limusa, México, 1988

Evaluación

Tareas semanales: 50 % Exámenes parciales: 50 %

Notas: 1) no se aceptan tareas extemporáneas, 2) si se detectan copias de tareas se divide la calificación entre el número de copias, 3) no hay examen final.