Física (plan 2002) 2022-2

Quinto Semestre, Introducción a la Física Cuántica

Dinámica del curso en línea:

Debido a la emergencia sanitaria causada por la COVID-19 la UNAM ha buscado maneras novedosas de impartir sus cursos a distancia manteniendo la formalidad y el rigor que caracterizan a la máxima casa de estudios, pero al mismo tiempo siendo humana y flexible para con toda su comunidad estudiantil.

En ese entendido, hemos preparado este curso de IFC para ofrecer la mayor flexibilidad a nuestros estudiantes inscritos. Tenemos 41 clases disponibles en YouTube en donde presentamos nuestras notas explicadas a profundo detalle. Por lo tanto, la primera parte de nuestro curso se basará en dichas clases con el objetivo de que nuestros estudiantes tengan la comodidad de verlas en el momento que mejor les acomode (la idea será que revises al menos tres o cuatro clases por semana para avanzar conforme al temario).

Claro está, que en ocasiones una clase grabada no resolverá todas nuestras dudas. Por ello, además de los recursos en YouTube los profesores estaremos disponibles en la plataforma Zoom durante el horario de clases asignado por la facultad para discutir cualquier tema, duda o inquietud relacionada con el curso. Evidentemente si los recursos en YouTube te son suficientes para realizar tus tareas y presentar tus exámenes, entonces la asistencia a las clases síncronas de Zoom no será obligatoria.

Con lo anterior pretendemos darte máxima flexibilidad al cursar nuestra asignatura. Sin embargo, también es importante aclarar que este es un curso pesado, principalmente por la cantidad de temas que tenemos que abordar y por lo tanto requiere de tu dedicación.

Criterios de evaluación:

Por ser un curso en línea se priorizarán las tareas, por consiguiente, la evaluación de este curso se hará de la siguiente forma

Tareas y trabajos: 50%

Exámenes parciales: 30%

*Dependiendo del compromiso del grupo, los exámenes parciales podrían ser orales o escritos, por lo general tratamos de que siempre sean escritos.

Examen final: 20%

Primera reunión en Zoom:

Nuestra primera reunión será el lunes 14 de febrero de 2022 a las 2:00 p.m. El link para unirse a la reunión es el siguiente:

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Temario del curso:

En el curso seguiremos el temario oficial publicado por la Facultad de Ciencias haciendo particular énfasis en los siguientes temas:

• Emisión y absorción de radiación.
• Radiación de cuerpo negro.
• Ley de Rayleigh-Jeans.
• Ley de Planck de la radiación de cuerpo negro.
• Conceptos básicos de Teoría Especial de la Relatividad.
• Cuantización de la luz y el Efecto Fotoeléctrico (Fotones).
• Rayos X (fotones de alta energía).
• Efecto Compton.
• Producción de pares.
• Espectros atómicos.
• Modelo atómico de Thomson.
• Experimento de Rutherford.
• Teoría de Bohr del átomo de Hidrógeno.
• Confirmación directa de los niveles de energía atómicos: Experimento de Franck-Hertz.
• Principio de Correspondencia.
• Hipótesis de De Broglie, dualidad onda-partícula (ondas materiales).
• Medida de la longitud de onda de partículas: Experimento de Davisson-Germer.
• La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo.
• Condiciones para tener una función de onda aceptable.
• Experimentos de las dos rendijas y de interferencia de Aspect. Interpretación probabilística de la función de onda.
• Operadores, linealidad y superposición, valores esperados de los observables.
• Principio de Incertidumbre de Heisenberg y aplicaciones elementales.
• Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo.
• La caja de potencial. Condiciones a la frontera y normalización.
• Efecto Túnel: barrera cuadrada de potencial, coeficientes de transmisión y de reflexión. Microscopio de barrido por tunelaje.
• El oscilador armónico simple. 6.1
• La ecuación de Schrödinger para el átomo de Hidrógeno.
• Método de separación de variables. Soluciones de las ecuaciones radial y angulares, cuantización de la energía y cuantización del momento angular orbital.
• Números cuánticos: principal, orbital y magnético.
• Densidad de probabilidad electrónica.
• Transiciones radiativas. Reglas de selección.
• Cuantización espacial del momento angular orbital y Efecto Zeeman.
• El espín del electrón. Experimento de Stern-Gerlach.
• Principio de exclusión de Pauli.
• Configuraciones electrónicas y la tabla periódica.
• Momento angular total, interacción espín-órbita y espectros atómicos.
• Distribución de Fermi-Dirac y Distribución de Bose-Einstein.
• Clasificación de los sólidos: sólidos cristalinos y sólidos amorfos.
• Gas de electrones libres.
• Teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos. Evidencia experimental de la existencia de bandas: Conductores, semiconductores y dieléctricos.
• Teorema de Bloch. Potencial de Kronig-Penney.

Ligas a los recursos disponibles en YouTube:

A continuación, presentamos una lista con las ligas a las clases del curso disponibles en YouTube:

[Clase 1] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=AfHsi4LDnZc

[Clase 2] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=f9POFGbBHK8&t=5206s

[Clase 3] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=qtU8rI7WeQg&t=5499s

[Clase 4] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=HLjBvcIB2Dw&t=1807s

[Clase 5] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=E0KfvrC20jw&t=2784s

[Clase 6] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=2jDm-yfYNNw&t=2191s

[Clase 7] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=RFgOPEK8rsc&t=3904s

[Clase 8] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=gaIFr8kYN2o&t=5440s

[Clase 9] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=E6pjg4WtH7Q&t=3876s

[Clase 10] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=_NcE_E7W0sU&t=66s

[Clase 11] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=8OIauEMMNtg&t=47s

[Clase 12] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=LVcNR3nK_PM

[Clase 13] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=tph7SqDUK-k&t=4384s

[Clase 14] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=sVXprXjjIJA&t=4120s

[Clase 15] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=I8WFh-6gBYI&t=6699s

[Clase 16] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=-PDUBT4Pbl4&t=2062s

[Clase 17] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=JZ5QV40wPXw&t=6883s

[Clase 18] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=xEgVb9eiDN8&t=1315s

[Clase 19] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=swfpQHwVY08&t=1496s

[Clase 20] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=fQcMXrFR1Jk&t=5034s

[Clase 21] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=H6XhlFvRQQA&t=5897s

[Clase 22] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=ytbN0Vrvzhs&t=3474s

[Clase 23] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=jTzPCPoQwcs&t=5675s

[Clase 24] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=CgSHX2VZNHk&t=2734s

[Clase 25] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=SvLJV-30OcM&t=4884s

[Clase 26] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=ypK-BPCiujU&t=5979s

[Clase 27] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=F77ZTkq8Y0c&t=3582s

[Clase 28] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=L2TinqDPR9c&t=6414s

[Clase 29] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=TXNbb_NEL4c&t=5680s

[Clase 30] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=PMeueFi7I78&t=7104s

[Clase 31] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=Xn2KFl2IZYc&t=5833s

[Clase 32] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=JEXfoDnhWFc&t=3669s

[Clase 33] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=AvRHtHt4cYM&t=7278s

[Clase 34] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=pU5uFzLwjnM&t=4113s

[Clase 35] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=21i0yHGE5bs&t=6059s

[Clase 36] Introducción a la Física Cuántica (FC-UNAM-Grupo 8169)

https://www.youtube.com/watch?v=9g0mEb6GuCo&t=8412s