Física (plan 2002) 2022-2

Octavo Semestre, Física Atómica y Materia Condensada

Esta materia se impartirá en modalidad presencial si las condiciones son favorables. De acuerdo a las disposiciones del Consejo Técnico, del 15 de febrero al 10 de marzo tendremos sesiones remotas a través de zoom. A partir del 15 de marzo tendríamos sesiones presenciales. Todo el material de la clase estará disponible en la página de classroom que se indica a continuación. Dependiendo del tamaño del grupo se diseñarán las actividades presenciales. Una primera propuesta es dividir al grupo en dos secciones, una los martes y otra los jueves. En cada sesión la idea es discutir el material de la semana y los ejercicios de la tarea correspondiente. Si es necesario ajustar esta propuesta, se harán las modificaciones conforme avance el semestre.

Google Classroom: Código de la clase 6ap5o5v

En esta página se encuentra el siguiente material:

• Temario y bibliografía
• Notas del curso completo
• Tareas
• Presentaciones en pdf
• Enlaces a videos en youtube con las presentaciones
• Archivos con figuras y ejemplos
• Avisos

En el blog de la página también se mantiene un contacto permanente con los participantes.

La dinámica de la clase es la siguiente: se espera que cada semana cada uno de los participantes avance en cubrir los temas consultando el material disponible. Cada semana se deberá de presentar una tarea relacionada con esos temas. Se tendrán sesiones presenciales/remotas para discutir los problemas de las tareas y resolver dudas sobre el material de la clase.

Evaluación. Además de las tareas, se tendrán dos tareas/examen. La primera cubrirá el tema de átomos y la segunda los temas de moléculas y sólidos. La idea es que los participantes reciben los enunciados en una sesión del jueves y regresan sus respuestas el martes siguiente. También se les pedirá la escritura de dos trabajos sobre temas de actualidad relacionados con la materia. El primer trabajo estará relacionado con los átomos y el segundo con moléculas y sólidos. En la página se encuentran listas de temas que se proponen para cada uno de los trabajos, así como los lineamientos para su entrega.

La calificación final del curso corresponderá al siguiente promedio:

• Primer parcial 30%
• Segundo parcial 30%
• Tareas 30%
• Primer trabajo 5%
• Segundo trabajo 5%

Se podrá reponer la calificación de uno de los exámenes siempre y cuando en las demás calificaciones (otro parcial, tareas y trabajos) tengan una calificación mayor o igual a 8.

Los enlaces para la clase son:

Zoom https://cuaieed-unam.zoom.us/j/87013817837

ID: 870 1381 7837

(Si es necesario, utilizaremos Google meet: https://meet.google.com/ygx-necv-jbf)

La primera reunión será en zoom el 15 de febrero a las 10:00 am.

Descripción del curso.

La idea central del curso es estudiar aplicaciones de la mecánica cuántica a sistemas de baja energía. Para ello se estudiarán los principios básicos de la física atómica y molecular y del estado sólido. En todas estas áreas la ecuación no-relativista de Schroedinger constituye un excelente punto de partida, aunque desde el principio tendremos oportunidad de tratar ejemplos que ilustran la importancia de incluir efectos relativistas en estos sistemas de baja energía.

La mecánica cuántica surge, en buena medida, para explicar resultados de física atómica. Los átomos siempre han sido laboratorios ideales en los que se han puesto a prueba y se han comprobado los resultados fundamentales de la mecánica cuántica. Esta estrecha y muy provechosa relación entre la física atómica y la mecánica cuántica se ha mantenido hasta nuestros días, en los que con átomos se han podido realizar experimentos que los fundadores de la mecánica cuántica consideraron originalmente como experimentos ''mentales'' (thought experiments). Este avance impresionante de la física atómica también ha sido acompañado de importantes desarrollos tecnológicos. En este aspecto destaca la propuesta y en algunos casos la puesta en práctica del empleo de sistemas atómicos en almacenamiento y procesamiento cuántico de información.

Las moléculas también han jugado un papel relevante en el avance de la física tanto a nivel básico como aplicado. Las moléculas simples han sido, como los átomos, laboratorios en los que se prueban aspectos fundamentales de la mecánica cuántica. Por ejemplo las moléculas proporcionan información particularmente útil sobre las interacciones entre varias partículas. La física molecular ha sido una base indispensable para el estudio de la química a todos sus niveles y también ha jugado un importante papel en el espectacular avance de la biología molecular. La mecánica cuántica aplicada a las moléculas permite el diseño de sistemas con propiedades físicas y químicas específicas para muy diversas aplicaciones. Un excelente ejemplo del interés en física molecular a distintos niveles se encuentra en el estudio de los fulerenos.

La mecánica cuántica también permite una descripción detallada y precisa de los sólidos. En la física del estado sólido se encuentran evidencias importantes a nivel macroscópico de efectos cuánticos. La física del estado sólido ha sido, con toda seguridad, la rama de la física contemporánea con más aplicaciones directas. Baste señalar el espectacular desarrollo de la electrónica a partir del descubrimiento de los semiconductores y que aún se encuentra en apogeo con trabajos recientes sobre los compuestos superconductores de alta temperatura crítica. La física del estado sólido también ha hecho avances impresionantes en el diseño de materiales para usos específicos.